《電子技術應用》
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基于TMS570的衛星配電熱控單元設計
電子技術應用
山峰,鄒吉煒,劉樹峰,張偉,賈旭
長光衛星技術股份有限公司,吉林 長春 130000
摘要: 為適應國內商業航天低成本、周期短、批產化的快速發展趨勢,針對星上各系統集成度不高的現狀,以微控制器TMS570為核心,設計了一種衛星配電熱控管理單元。系統各模塊采用內總線架構進行集成,通過CAN總線與中心機進行數據交互,實現星上各單機配電通斷控制、整星溫度采集、加熱帶開閉環控制、電源狀態監測、SADA驅動、軟件在軌重構等功能,已應用在“吉林一號”星座多顆衛星上。地面和在軌測試結果表明,該系統具有功耗低、成本低、接口標準、集成度高、擴展性強等特點。 關鍵詞:TMS570;內總線;配電;集成化設計
中圖分類號:TP23 文獻標志碼: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的衛星配電熱控單元設計[J]. 電子技術應用,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,全球商業航天的發展步入了快車道,逐漸成為太空經濟的新增長點,各國都在搶占商業航天的市場份額,分享太空經濟的“蛋糕”[1-2]。從最近10年的發展趨勢來看,全球航天產業長期保持穩定增長,商業航天已經成為全球航天產業的主要構成和主導力量,商業航天整體向低成本、多樣化、規模化方向發展[3-4]。

衛星供配電系統是星上變換、調節和分配電能的重要分系統,是衛星在軌運行的安全底線[5-7]。作為衛星平臺的一項關鍵技術,供配電系統的性能、重量和價格對衛星總體設計有重大的影響[8-9]。國外小衛星配電系統基本上采用標準化、模塊化的設計思想,將衛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節模塊、放電調節模塊、配電模塊、熱控模塊等,所有模塊內部通過背板實現電氣連接[10-11]。國內在衛星系統集成化設計領域起步較晚,一些單位已開展小衛星配電熱控系統集成化的相關研究工作[12-15],但各家單位設計的產品缺少統一的標準支持,通用性差、擴展性不強且研制周期長,因此進行標準化、集成化的配電熱控單元的研制具有很大的現實意義和實用價值。

在此環境下,本文采用模塊化思想,設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(太陽電池陣驅動機構)驅動、電源監測、軟件在軌重構等功能,以高度一體化的方式減少系統功耗、降低單機重量、去除系統間復雜的電纜連接,具有成本低廉化、接口標準化、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

(長光衛星技術股份有限公司,吉林 長春 130000)



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