《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于TMS570的衛(wèi)星配電熱控單元設(shè)計
電子技術(shù)應(yīng)用
山峰,鄒吉煒,劉樹峰,張偉,賈旭
長光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司,吉林 長春 130000
摘要: 為適應(yīng)國內(nèi)商業(yè)航天低成本、周期短、批產(chǎn)化的快速發(fā)展趨勢,針對星上各系統(tǒng)集成度不高的現(xiàn)狀,以微控制器TMS570為核心,設(shè)計了一種衛(wèi)星配電熱控管理單元。系統(tǒng)各模塊采用內(nèi)總線架構(gòu)進行集成,通過CAN總線與中心機進行數(shù)據(jù)交互,實現(xiàn)星上各單機配電通斷控制、整星溫度采集、加熱帶開閉環(huán)控制、電源狀態(tài)監(jiān)測、SADA驅(qū)動、軟件在軌重構(gòu)等功能,已應(yīng)用在“吉林一號”星座多顆衛(wèi)星上。地面和在軌測試結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有功耗低、成本低、接口標(biāo)準(zhǔn)、集成度高、擴展性強等特點。 關(guān)鍵詞:TMS570;內(nèi)總線;配電;集成化設(shè)計
中圖分類號:TP23 文獻標(biāo)志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234215
中文引用格式: 山峰,鄒吉煒,劉樹峰,等. 基于TMS570的衛(wèi)星配電熱控單元設(shè)計[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2023,49(12):149-154.
英文引用格式: Shan Feng,Zou Jiwei,Liu Shufeng,et al. Design of satellite power distribution and thermal control unit based on TMS570[J]. Application of Electronic Technique,2023,49(12):149-154.
Design of satellite power distribution and thermal control unit based on TMS570
Shan Feng,Zou Jiwei,Liu Shufeng,Zhang Wei,Jia Xu
Chang Guang Satellite Technology Co.,Ltd.,Changchun 130000,China
Abstract: In order to adapt to the rapid development trend of low cost, short cycle, and mass production in domestic commercial aerospace, and in response to the current situation of low integration of various systems on the satellite, a satellite power distribution and thermal control management unit is designed with the microcontroller TMS570 as the core. Each module of the system is integrated using an internal bus, and communicates with the central computer through CAN bus for data exchange, achieving functions such as on/off control of power distribution for each component on the satellite, temperature collection and heating bands control for the satellite, power status monitoring, SADA driving, and software updating in orbit. The system has been applied to multiple satellites in the "Jilin-1" constellation, the ground and in orbit test results show that it has the characteristics of low power consumption, low cost, standard interface, high integration, and strong scalability.
Key words : TMS570;internal bus;power distribution;integrated design

0 引言

近年來,全球商業(yè)航天的發(fā)展步入了快車道,逐漸成為太空經(jīng)濟的新增長點,各國都在搶占商業(yè)航天的市場份額,分享太空經(jīng)濟的“蛋糕”[1-2]。從最近10年的發(fā)展趨勢來看,全球航天產(chǎn)業(yè)長期保持穩(wěn)定增長,商業(yè)航天已經(jīng)成為全球航天產(chǎn)業(yè)的主要構(gòu)成和主導(dǎo)力量,商業(yè)航天整體向低成本、多樣化、規(guī)?;较虬l(fā)展[3-4]。

衛(wèi)星供配電系統(tǒng)是星上變換、調(diào)節(jié)和分配電能的重要分系統(tǒng),是衛(wèi)星在軌運行的安全底線[5-7]。作為衛(wèi)星平臺的一項關(guān)鍵技術(shù),供配電系統(tǒng)的性能、重量和價格對衛(wèi)星總體設(shè)計有重大的影響[8-9]。國外小衛(wèi)星配電系統(tǒng)基本上采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計思想,將衛(wèi)星供配電和熱控功能進行了集成,Thales Alenia Space公司研制的低功率電源控制與配電管理單元主要包括分流調(diào)節(jié)模塊、放電調(diào)節(jié)模塊、配電模塊、熱控模塊等,所有模塊內(nèi)部通過背板實現(xiàn)電氣連接[10-11]。國內(nèi)在衛(wèi)星系統(tǒng)集成化設(shè)計領(lǐng)域起步較晚,一些單位已開展小衛(wèi)星配電熱控系統(tǒng)集成化的相關(guān)研究工作[12-15],但各家單位設(shè)計的產(chǎn)品缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)支持,通用性差、擴展性不強且研制周期長,因此進行標(biāo)準(zhǔn)化、集成化的配電熱控單元的研制具有很大的現(xiàn)實意義和實用價值。

在此環(huán)境下,本文采用模塊化思想,設(shè)計具有功能高度集成的配電熱控管理單元,對星上配電、熱控功能進行整合,增加SADA(太陽電池陣驅(qū)動機構(gòu))驅(qū)動、電源監(jiān)測、軟件在軌重構(gòu)等功能,以高度一體化的方式減少系統(tǒng)功耗、降低單機重量、去除系統(tǒng)間復(fù)雜的電纜連接,具有成本低廉化、接口標(biāo)準(zhǔn)化、功能可擴展、兼容性良好、易于在軌維護等特點。


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作者信息:

山峰,鄒吉煒,劉樹峰,張偉,賈旭

(長光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司,吉林 長春 130000)



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