一种主备份电源故障检测及自动切换控制电路，包括模块电源主份与模块电源备份，模块电源主份和模块电源备份并联，在模块电源主份和模块电源备份的输出端均级联一个电路结构完全相同的隔离电路，实现电源两个模块之间并联冗余，通过主备份电源故障检测及自动切换控制电路，实时监控主备份电源的工作状态，实现了故障的自动检测以及电源模块之间的切换，比传统的继电器控制主备份切换电路降低了模块电源力学设计难度，提高了模块电源的可靠性，模块电源主份与模块电源备份之间相互控制，实现了模块电源正常工作情况下主份优先上电的要求，节省了上电时序控制电路。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种主备份电源故障检测及自动切换控制电路，本专利技术属于航天总体
，涉及一种应用于航天电子产品所需要的模块电源主备份自动切换电路，其也可以广泛应用于地面电子设备中。
技术介绍
航天器是一个由多种不同功能单元组成的庞大系统，所有功能单元都需要电源才能工作，对电源而言，这些功能单元都是有着不同功率和用电需求的负载，必须设计高可靠、高性能、适配性强的电源，才能保证航天器在设计寿命内可靠安全运行甚至可以延长航天器的使用寿命。为了解决模块电源的可靠性问题，现有多种方法，保证器件电压、电流应力等的Ⅰ级降额，对部分关键元器件进行并联使用，保证功率器件的散热措施等。这些方法在工程实际中均有一定的应用范围，按照可靠性的相关理论，保证元器件Ⅰ级降额或者再进一步的降额并不能确保产品不发生系统级的失效，因此第一种方法有一定的局限性。并联使用元器件后，并联中的单个元器件的失效会带来模块电源的输出或者保护性能下降或者失效。为了避免元器件和系统级的失效，模块电源的冗余设计变得非常重要，当其中一个模块电源失效后，需要另外模块电源完成相同的功能率。既两个模块并联冗余，如果主份模块失效，可以由备份工作，传统宇航电源主备切换通过继电器指令控制，地面检测发现电源异常时，向卫星发射主备切换控制指令，使得继电器动作，完成主备切换。该控制方法具有一定的缺点，首先继电器存在触电抖动、粘连等风险，影响模块电源的可靠性，为了保证电气功能的可靠性，继电器具有较复杂的外围电路，增加了模块电源的力学设计难度，增加了电源的设计及经济成本。经检索国内外相关文献，未见有关本专利技术的模块电源主备份自动切换电路。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种主备份电源故障检测及自动切换控制电路，替代了传统继电器实现主备切换控制模式，减小了电路的力学设计难度，降低了电路的设计成本，提高了电源的可靠性，通过模块电源主备份自动切换电路，实时监控主备份电源的工作状态，实现了故障的自动检测以及电源模块之间的自动切换。本专利技术解决的技术方案为：一种主备份电源故障检测及自动切换控制电路，包括：输入母线(1)，模块电源主份(2)，模块电源备份(3)，模块电源主备份自动切换电路(6)，模块电源主份输出隔离电路(7)，模块电源备份输出隔离电路(8)、模块电源主份输出滤波电路(14)、模块电源备份输出滤波电路(15)；模块电源主份输出滤波电路(14)包括：差模电感L11、二极管D11、电容C11、电容C12；模块电源备份输出滤波电路(15)包括：差模电感L12、二极管D12、电容C17、电容C18；模块电源主备份自动切换电路(6)，包括：主份控制芯片IC4、包括电阻R41、电阻R42、电阻R43、电容C41、电容C42、电阻R44、电阻R45、电阻R46、备份控制芯片IC5、电阻R51、电阻R52、电阻R53、电容C51、电容C52、电阻R54、电阻R55、电阻R56、电容C1、二极管D1、二极管D2、比较器IC1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D3、二极管D4、比较器IC2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C5、电容C6；模块电源主份(2)的输入正端和模块电源备份(3)的输入正端连接输入母线(1)的正端，模块电源主份(2)的输入负端和模块电源备份(3)的输入负端连接输入母线(1)的负端；模块电源主份(2)的输出正端连接差模电感L11的原边输入端，差模电感L11的原边输出端连接电容C11的一端、差模电感L11的副边输入端、电容C12的一端和模块电源主份输出隔离电路(7)的输入端V1和电阻R8的一端，电容C12的另一端接地GND，差模电感L11的副边输出端连接二极管D11的阳极，二极管D11的阴极连接C11的另一端，作为供电端VC11，电阻R8的另一端连接电阻R9的一端、电容C6的一端和比较器IC2的输入负端，电容C6的另一端和电阻R9的另一端接地GND；比较器IC2的输入正端连接电阻R10的一端、电容C5的一端、电阻R7的一端和电阻R6的一端；电容C5的另一端和电阻R7的另一端接地GND；电阻R6的另一端连接控制备份控制芯片IC5的参考电压输出端Vref脚、电阻R55的一端；R55的另一端连接R56的一端、备份控制芯片IC5的运放输入正端NI脚；R56的另一端接地GND；电阻R10的另一端连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接二极管D3的负极和比较器IC2的输出端；二极管D3的正极连接电容C4的一端和备份控制芯片IC5启动控制端SOFTSTART脚；电容C4的另一端接地GND；备份控制芯片IC5的供电端VCC脚连接外部电源VC1；备份控制芯片IC5的运放输入负端INV脚连接电阻R51的一端、电容C51的一端、电阻R52的一端、电阻R53的一端；电阻R52的另一端接地GND；电阻R51的另一端连接输出电压Vo；电容C51的另一端连接备份控制芯片IC5的运放输出E/Aout脚、电容C52的一端；电容C52的另一端连接电阻R53的另一端；备份控制芯片IC5的定时电阻RT脚连接电阻R54一端；电阻R54的另一端连接电容C53、地GND；电容C53的另一端连接备份控制芯片IC5的定时电容CT脚；备份控制芯片IC5的控制信号输出OUTA脚向模块电源备份(3)输出控制信号，控制模块电源备份(3)工作；模块电源主份输出隔离电路(7)的接地端接地GND；比较器IC1的接地端连接地GND，比较器IC1的供电端连接外部电源VC1；模块电源主份(2)的负输出端接地GND；模块电源备份(3)的正输出端连接差模电感L12的原边输入端，差模电感L12的原边输出端V2连接差模电感L12的副边输入端、电容C17的一端、电容C18的一端、模块电源备份输出隔离电路(8)的输入端V2和电阻R3的一端，电容C18的另一端连接地GND，差模电感L12的副边输出端连接二极管D12的阳极，二极管D12的阴极连接C17的另一端，作为供电端VC12，R3的另一端连接电阻R4的一端、电容C3的一端和比较器IC1的输入负端；电容C3的另一端和电阻R4的另一端接地GND；比较器IC1的输入正端连接电阻R5的一端、电容C2的一端、电阻R2的一端、电阻R1的一端；电容C2的另一端和电阻R2的另一端接地GND，电阻R1的另一端连接控制主份控制芯片IC4的参考电压输出端Vref脚、电阻R45的一端；R45的另一端连接R46的一端、主份控制芯片IC4的运放输入正端NI脚；R46的另一端接地GND；电阻R5的另一端连接二极管D2正极；二极管D2的负极连接二极管D1的负极和比较器IC1的输出端，二极管D1的正极连接电容C1的一端和主份控制芯片IC4的启动控制端SOFTSTART；电容C1的另一端接地GND；主份控制芯片IC4的供电端VCC脚连接外部电源VC1；主份控制芯片IC4的运放输入负端INV脚连接电阻R41的一端、电容C41的一端、电阻R42的一端、电阻R43的一端；电阻R42的另一端接地GND；电阻R41的另一端连接输出电压Vo；电容C41的另一端连接主份控制芯片IC4的运放输出E/Aout脚、电容C42的一端；电容C42的另本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种主备份电源故障检测及自动切换控制电路，其特征在于包括：输入母线(1)，模块电源主份(2)，模块电源备份(3)，模块电源主备份自动切换电路(6)，模块电源主份输出隔离电路(7)，模块电源备份输出隔离电路(8)、模块电源主份输出滤波电路(14)、模块电源备份输出滤波电路(15)；模块电源主份输出滤波电路(14)包括：差模电感L11、二极管D11、电容C11、电容C12；模块电源备份输出滤波电路(15)包括：差模电感L12、二极管D12、电容C17、电容C18；模块电源主备份自动切换电路(6)，包括：主份控制芯片IC4、包括电阻R41、电阻R42、电阻R43、电容C41、电容C42、电阻R44、电阻R45、电阻R46、备份控制芯片IC5、电阻R51、电阻R52、电阻R53、电容C51、电容C52、电阻R54、电阻R55、电阻R56、电容C1、二极管D1、二极管D2、比较器IC1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D3、二极管D4、比较器IC2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C5、电容C6；模块电源主份(2)的输入正端和模块电源备份(3)的输入正端连接输入母线(1)的正端，模块电源主份(2)的输入负端和模块电源备份(3)的输入负端连接输入母线(1)的负端；模块电源主份(2)的输出正端连接差模电感L11的原边输入端，差模电感L11的原边输出端连接电容C11的一端、差模电感L11的副边输入端、电容C12的一端和模块电源主份输出隔离电路(7)的输入端V1和电阻R8的一端，电容C12的另一端接地GND，差模电感L11的副边输出端连接二极管D11的阳极，二极管D11的阴极连接C11的另一端，作为供电端VC11，电阻R8的另一端连接电阻R9的一端、电容C6的一端和比较器IC2的输入负端，电容C6的另一端和电阻R9的另一端接地GND；比较器IC2的输入正端连接电阻R10的一端、电容C5的一端、电阻R7的一端和电阻R6的一端；电容C5的另一端和电阻R7的另一端接地GND；电阻R6的另一端连接控制备份控制芯片IC5的参考电压输出端Vref脚、电阻R55的一端；R55的另一端连接R56的一端、备份控制芯片IC5的运放输入正端NI脚；R56的另一端接地GND；电阻R10的另一端连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接二极管D3的负极和比较器IC2的输出端；二极管D3的正极连接电容C4的一端和备份控制芯片IC5启动控制端SOFT START脚；电容C4的另一端接地GND；备份控制芯片IC5的供电端VCC脚连接外部电源VC1；备份控制芯片IC5的运放输入负端INV脚连接电阻R51的一端、电容C51的一端、电阻R52的一端、电阻R53的一端；电阻R52的另一端接地GND；电阻R51的另一端连接输出电压Vo；电容C51的另一端连接备份控制芯片IC5的运放输出E/Aout脚、电容C52的一端；电容C52的另一端连接电阻R53的另一端；备份控制芯片IC5的定时电阻RT脚连接电阻R54一端；电阻R54的另一端连接电容C53、地GND；电容C53的另一端连接备份控制芯片IC5的定时电容CT脚；备份控制芯片IC5的控制信号输出OUTA脚向模块电源备份(3)输出控制信号，控制模块电源备份(3)工作；模块电源主份输出隔离电路(7)的接地端接地GND；比较器IC1的接地端连接地GND，比较器IC1的供电端连接外部电源VC1；模块电源主份(2)的负输出端接地GND；模块电源备份(3)的正输出端连接差模电感L12的原边输入端，差模电感L12的原边输出端V2连接差模电感L12的副边输入端、电容C17的一端、电容C18的一端、模块电源备份输出隔离电路(8)的输入端V2和电阻R3的一端，电容C18的另一端连接地GND，差模电感L12的副边输出端连接二极管D12的阳极，二极管D12的阴极连接C17的另一端，作为供电端VC12，R3的另一端连接电阻R4的一端、电容C3的一端和比较器IC1的输入负端；电容C3的另一端和电阻R4的另一端接地GND；比较器IC1的输入正端连接电阻R5的一端、电容C2的一端、电阻R2的一端、电阻R1的一端；电容C2的另一端和电阻R2的另一端接地GND，电阻R1的另一端连接控制主份控制芯片IC4的参考电压输出端Vref脚、电阻R45的一端；R45的另一端连接R46的一端、主份控制芯片IC4的运放输入正端NI脚；R46的另一端接地GND；电阻R5的另一端连接二极管D2正极；二极管D2的负极连接二极管D1的负极和比较器IC1的输出端，二极管D1的正极连接电容C1的一端和主份控制芯片IC4的启动控制端SOFT START；电容C1的另一端接地GND；主份控制芯片IC4的供电端VCC脚连接外部电...
【技术特征摘要】
1.一种主备份电源故障检测及自动切换控制电路，其特征在于包括：输入母线(1)，模块电源主份(2)，模块电源备份(3)，模块电源主备份自动切换电路(6)，模块电源主份输出隔离电路(7)，模块电源备份输出隔离电路(8)、模块电源主份输出滤波电路(14)、模块电源备份输出滤波电路(15)；模块电源主份输出滤波电路(14)包括：差模电感L11、二极管D11、电容C11、电容C12；模块电源备份输出滤波电路(15)包括：差模电感L12、二极管D12、电容C17、电容C18；模块电源主备份自动切换电路(6)，包括：主份控制芯片IC4、包括电阻R41、电阻R42、电阻R43、电容C41、电容C42、电阻R44、电阻R45、电阻R46、备份控制芯片IC5、电阻R51、电阻R52、电阻R53、电容C51、电容C52、电阻R54、电阻R55、电阻R56、电容C1、二极管D1、二极管D2、比较器IC1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D3、二极管D4、比较器IC2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C5、电容C6；模块电源主份(2)的输入正端和模块电源备份(3)的输入正端连接输入母线(1)的正端，模块电源主份(2)的输入负端和模块电源备份(3)的输入负端连接输入母线(1)的负端；模块电源主份(2)的输出正端连接差模电感L11的原边输入端，差模电感L11的原边输出端连接电容C11的一端、差模电感L11的副边输入端、电容C12的一端和模块电源主份输出隔离电路(7)的输入端V1和电阻R8的一端，电容C12的另一端接地GND，差模电感L11的副边输出端连接二极管D11的阳极，二极管D11的阴极连接C11的另一端，作为供电端VC11，电阻R8的另一端连接电阻R9的一端、电容C6的一端和比较器IC2的输入负端，电容C6的另一端和电阻R9的另一端接地GND；比较器IC2的输入正端连接电阻R10的一端、电容C5的一端、电阻R7的一端和电阻R6的一端；电容C5的另一端和电阻R7的另一端接地GND；电阻R6的另一端连接控制备份控制芯片IC5的参考电压输出端Vref脚、电阻R55的一端；R55的另一端连接R56的一端、备份控制芯片IC5的运放输入正端NI脚；R56的另一端接地GND；电阻R10的另一端连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接二极管D3的负极和比较器IC2的输出端；二极管D3的正极连接电容C4的一端和备份控制芯片IC5启动控制端SOFTSTART脚；电容C4的另一端接地GND；备份控制芯片IC5的供电端VCC脚连接外部电源VC1；备份控制芯片IC5的运放输入负端INV脚连接电阻R51的一端、电容C51的一端、电阻R52的一端、电阻R53的一端；电阻R52的另一端接地GND；电阻R51的另一端连接输出电压Vo；电容C51的另一端连接备份控制芯片IC5的运放输出E/Aout脚、电容C52的一端；电容C52的另一端连接电阻R53的另一端；备份控制芯片IC5的定时电阻RT脚连接电阻R54一端；电阻R54的另一端连接电容C53、地GND；电容C53的另一端连接备份控制芯片IC5的定时电容CT脚；备份控制芯片IC5的控制信号输出OUTA脚向模块电源备份(3)输出控制信号，控制模块电源备份(3)工作；模块电源主份输出隔离电路(7)的接地端接地GND；比较器IC1的接地端连接地GND，比较器IC1的供电端连接外部电源VC1；模块电源主份(2)的负输出端接地GND；模块电源备份(3)的正输出端连接差模电感L12的原边输入端，差模电感L12的原边输出端V2连接差模电感L12的副边输入端、电容C17的一端、电容C18的一端、模块电源备份输出隔离电路(8)的输入端V2和电阻R3的一端，电容C18的另一端连接地GND，差模电感L12的副边输出端连接二极管D12的阳极，二极管D12的阴...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵闯，冯悦，张倩倩，王强，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂，
类型：发明
国别省市：北京;11
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