加速我国卫星电源分体系数字化规划,充分发挥数字电路体积小、分量轻、功耗低、适应性强和可靠性高级长处,进步电源分体系的电能分量比,咱们以单片机AT89s52和温度传感器DS18B20为中心,规划了一种智能型卫星电源V-T曲线操控系统。
卫星电源分体系为整个卫星正常运转供给了安稳的电源,它是卫星电能发生、贮存、改换、调理、传输分配和办理的重要分体系。其通过物理和化学进程,将太阳的光能、核能或化学能转化为电能,并依据需求对电能进行存储、调理和改换,然后向卫星其他各分体系不间断供电。我国的卫星大都选用太阳能/蓄电池供电体系。蓄电池充电终压操控选用电压-温度补偿法,即V-T曲线操控。现在,常用的办法是使用热电耦或铂电阻作为蓄电池温度传感器,这种温度补偿的硬件操控电路是模仿电路,已经在我国各种类型的卫星上获得成功使用。
卫星电源分体系
某类型卫星电源分体系作业原理框图如图1所示。
图1 卫星电源体系原理
该卫星电源体系一次电源母线为全调理直流母线体系,首要包含太阳电池阵、蓄电池组和电源操控器。在计划规划中,选用太阳电池供电阵、充电阵分阵规划。在光照期,太阳电池供电阵为母线长时刻负载供电,太阳电池充电阵对蓄电池组充电;在暗影期,由蓄电池组通过放电调理模块为母线负载供电。当光照期卫星呈现峰值负载,且太阳电池供电阵输出功率不能满意母线负载供电需求时,由太阳电池充电阵经放电调理器,为母线弥补能量。在此基础上,若太阳电池阵(供电、充电阵)功率还缺乏,由蓄电池组经放电调理模块弥补供电,呈与太阳电池阵联合供电作业形式。充电阵为负载供电优于为蓄电池组充电,供电阵只有当太阳电池阵输出电能殷实,才通过分流模块调理太阳电池阵输出殷实的功率,卸放掉剩余的电流,坚持一次电源母线输出的安稳。因而,卫星在光照期和暗影期,电源体系的母线输出电压,均坚持在一个安稳的规模内。
V-T曲线操控原理
图1中的镉镍蓄电池组失效方法有走漏、开路、短路和功用衰减等。在这些失效方法中开路失效呈现的可能性十分小,首要存在安装进程的机械损害和质量操控出问题,通过加强质量操控和查验作业能够防止这种丧命的失效。镉镍蓄电池组经长时刻使用,最首要的失效体现便是功用衰减。因而,在使用时选用电压温度补偿下的充电操控方法,并由星务计算机参加操控办理,整个寿数期设置多条硬件操控V-T曲线和多点充放电比挑选,可依据卫星运转状况和蓄电池使用情况,通过遥控挑选相应的补偿曲线,确保镉镍电池组作业处于良性循环。
V-T曲线操控关系为:V=(Vs-KT)×N
式中,Vs为电压状况值,T为温度;K为温度系数;N为补偿系数。
当温度T上升,电压V下降,标明当蓄电池升高时,需求调理充电电压使温度下降,这便是V-T曲线补偿。选用V-T曲线盯梢补偿计划操控蓄电池充电中止电压,通过丈量蓄电池组端电压和单体温度,依据预设的温度补偿电压曲线确认充电完毕状况。一起,充电器内部设有保护性充电中止电压操控,在电源操控计算机呈现毛病时,能够中止蓄电池充电,确保蓄电池组安全。
数字温度传感器DS18B20
DS18B20是美国DALLAS公司继DS1820之后推出的增强型单总线数字温度传感器。它在测温精度、转化时刻、传输间隔、分辨率等方面较DS1820有了很大的改善。
1 DS18B20的特色
● 单线制接口方法,仅需求一根信号线与CPU衔接,传送串行数据,不需求外部元件。
● 每个芯片有专一编码,多个DS18B20能够并联在专一的单线上,完结多点测温。
● 测温规模为-55~+125℃,分辨率的默认值12位。
● 测温成果的数字量位数为9~12位,可编程挑选。
● 既可用数据线供电,也可用外部的电源(3.0~5.5V)供电。
2 DS18B20的结构及功用
DS18B20选用3脚PR-35封装或8脚SO%&&&&&%封装。其内部首要包含寄生电源、温度传感器、64位激光ROM、高速暂存器,存储用户设定温度上下限值的TH和TL触发器、存储与操控逻辑、8位循环冗余校验码发生器等七部分。
其间,ROM由64位二进制数字组成,由厂家光刻,共分为8字节,字节0的内容是该产品的厂家代号28H,字节1~6的内容是48位器材序列号,字节7是ROM前56位的校验码。每个DS18B20的64位序列号均不相同,它能够看做是该DS18B20的地址序列码。ROM的效果是使每一个DS18B20的效果都不相同,这样,就能够完结一根总线挂接多个DS18B20的意图。
3 DS18B20的作业时序
依据DS18B20的通信协议,主机操控DS18B20完结温度转化有必要通过如下过程。每一次读写之前都要对DS18B20进行复位,复位成功后发送一条ROM指令,再发送RAM指令。每一步操作有必要严厉依照时序规则进行。