[发明专利]一种霍尔发动机启动供电系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及霍尔电推进器阳极供电方案，具体为一种霍尔发动机启动供电系统及方法。

背景技术

根据霍尔电推进器阳极的工作特性及供电需求，霍尔电推进器启动和稳态工作时，需要310V直流电压为霍尔电推进器阳极供电。在点火成功的短时间内霍尔电推进器有一段不稳定工作的状况，随后逐渐稳定。霍尔电推进器不稳定工作状态持续时间与震幅，和供电方法等有关。

目前的给霍尔电推进器阳极供电的方法是：在开始启动点火时，将供电电源输出的310V直流电压加在霍尔电推进器阳极，等待点火成功并开始工作。

这种供电方法的缺点包括：

1点火成功率不高，点火启动瞬间易突然熄火；

2发动机阳极启动震荡电流比较大，影响霍尔电推进系统寿命；

3在点火成功瞬间，阳极供电电源工作状态由空载突然跳变到满载，对阳极供电电源系统及供电母线冲击较大，影响阳极供电电源寿命和易触发母线过流保护。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种霍尔发动机启动成功率高、震荡电流小，对电源系统和母线的冲击弱的霍尔发动机启动供电系统和方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种霍尔发动机启动供电系统，包括依次连接的阳极电源和滤波电路；所述阳极电源包括低压电源模块、高压电源模块、辅助电源和使能信号控制电路；低压电源模块和高压电源模块的输入端并联，输出端串联；低压电源模块的输出负作为阳极供电电源的输出负，高压电源模块的输出正作为阳极电源的输出正；阳极电源输出正连接滤波电路的输入正，阳极供电电源输出负连接滤波电路的输入负；滤波电路的输出正连接霍尔电推进器的阳极，输出负连接霍尔电推进器的负极；辅助电源的输入连接母线的正端与负端，辅助电源的输出分别连接低压电源模块和高压电源模块并为之供电；辅助电源的控制端连接使能信号控制电路的输出端。

优选的，低压电源模块和高压电源模块的输入端并联，输出端串联时；低压电源模块的输出负作为阳极供电电源的输出负，低压电源模块的输出正通过二极管连接到高压电源模块的输出负，高压电源模块的输出正连接二极管后作为阳极电源的输出正。

优选的，使能信号控制电路包括OC门信号电路、继电器和使能输出电路；继电器的供电端通过OC门信号电路连接母线，常开触点作为输出端连接使能输出电路，使能输出电路的输出端连接辅助电源的控制端。

优选的，低压电源模块的输出电压为155V，高压电源模块的输出为310V。

优选的，低压电源模块的输出负作为阳极供电电源的输出负，经滤波电路连接霍尔电推进器的负极并接地作为公共负极。

一种霍尔发动机启动供电方法，包括如下步骤，

步骤一，控制单元上电与上位机建立通信，并对霍尔发动机启动供电系统进行参数配置；

步骤二，接通母线，依次控制阴极加热电源打开、点火电源打开和阳极电源打开；检测点火状态，如果成功则执行步骤三，如果失败则执行步骤四；

步骤三，关断阴极加热电源和点火电源，使能阳极电源的高压电源模块实现高压供电，启动过程完成，使霍尔推力器进入稳定工作流程，工作在额定工作模式下；

步骤四，关断阴极加热电源和点火电源后，依次关断阳极电源的低压电源模块和供电母线，结束点火操作。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过阳极电源的双模块设置实现高/低压输出；每个电源模块输出电压为155V。高压电源模块和低压电源模块均设置了使能端，可以通过外部控制信号作用于使能端控制阳极供电电源高、低压电源模块的工作和断开。阳极供电电源在低压模块打开时输出155V，再打开高压模块可输出310V，从而可根据工作流程输出低压155V和高压310V。因此在霍尔电推进器点火时，使能阳极供电电源低压模块，使霍尔推力器阳极在155V低压供电下点火，这样可提高启动成功率，抑制霍尔推力器点火瞬间的启动震荡。点火瞬间阳极供电电源的输出功率由空载跳变到额定负载的一半，减小了点火成功瞬间对阳极供电电源及供电母线的冲击。霍尔推力器稳定启动后，使能阳极供电电源的高压模块实现高压供电,使霍尔推力器工作在额定工作模式下；并且通过滤波电路的设置能够过滤霍尔电推进器的等离子电流震荡，避免其对供电电路的影响，提高了工作可靠性和稳定性。

附图说明

图1为本发明实例中所述的启动供电系统的连接结构框图。

图2为本发明实例中所述的使能信号控制电路的结构原理图。