[发明专利]一种可重复使用的星载电子熔断器及其熔断保护方法

说明书

本发明涉及航天器电子学技术领域，特别涉及一种可重复使用的星载电子熔断器及其熔断保护方法；本发明包括仪表放大器U1、阈值电压及依次连接的采样电阻R1、场效应管D1、控制器N1和电压比较器U2，仪表放大器U1的输入端与采样电阻R1，仪表放大器U1的输出端与电压比较器U2的正输入端连接，阈值电压与电压比较器U2的负输入端连接，电压比较器U2的输出端与控制器N1连接；控制器N1可控制场效应管D1重复断开和导通；本发明对电流进行检测，一旦电源电流超过预设电流阈值就切断电源，将后端电路系统保护起来，在到达等待预设时间后或接收到外部重启指令后，再次接通电源，并重新开启电流实时监测，其可以重复使用。

技术领域

本发明涉及航天器电子学技术领域，特别涉及一种可重复使用的星载电子熔断器及其熔断保护方法。

背景技术

在航天器电子学系统设计中，熔断器是电源设计中的重要组成部分，这是因为空间环境特别恶劣，航天电子学系统在恶劣的环境中可能会发生故障引起短路；同时，空间中存在大量的高能粒子、中子、质子等，会冲击航天电子学系统中广泛使用的CMOS工艺器件，如数模转换器、模数转换器、通讯芯片、DSP、FPGA等，引发单粒子效应(Single EventEffects,简称：SEE)，造成单粒子闩锁(Single Event Latchup,简称：SEL)，使电源与地之间近似短路，危害整个卫星甚至整个航天器的安全。

熔断器在发生短路时可以快速熔断、及时切断故障电源，通过断臂求生的方式保护卫星其他部分，通常单粒子效应通过电源重启、重加载是可恢复的，但目前卫星上采用的管状熔断器或厚膜熔断器是不可恢复的，一旦熔断就意味着该路电源后端电路全部失效，无法再使用。航天器造价昂贵，研发、制造、发射成本高昂，一次性的熔断器严重限制了卫星载荷的应用和维修，造成了极大的资源浪费。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种可重复使用的星载电子熔断器，对电流进行检测，一旦电源电流超过预设电流阈值就切断电源，将后端电路系统保护起来，在到达等待预设时间后或接收到外部重启指令后，再次接通电源，并重新开启电流实时监测，其可以重复使用；本发明还提供一种熔断保护方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种可重复使用的星载电子熔断器，其连接在供电线路上且与后端电路系统电性连接，其中，包括仪表放大器U1、阈值电压及依次连接的采样电阻R1、场效应管D1、控制器N1和电压比较器U2，所述仪表放大器U1的输入端与所述采样电阻R1，所述仪表放大器U1的输出端与所述电压比较器U2的正输入端连接，所述阈值电压与所述电压比较器U2的负输入端连接，所述电压比较器U2的输出端与所述控制器N1连接；控制器N1可控制场效应管D1重复断开和导通。

作为本发明的一种改进，当所述仪表放大器U1检测到所述采样电阻R1两端的采样电压大于阈值电压时，则控制器N1控制场效应管D1断开，后端电路系统被切断。

作为本发明的进一步改进，当等待时间达到等待预设时间或者外部重启指令时，控制器N1可控制场效应管D1重新导通。

作为本发明的更进一步改进，当所述仪表放大器U1检测到所述采样电阻R1两端的采样电压小于阈值电压时，电压比较器U2输出电压为低电平，控制器N1输出电压也为低电平，则场效应管D1维持导通状态。

作为本发明的更进一步改进，当所述仪表放大器U1检测到所述采样电阻R1两端的采样电压大于阈值电压时，电压比较器U2输出电压为高电平，控制器N1输出电压为高电平，则场效应管D1断开，后端电路系统电源被切断。

作为本发明的更进一步改进，当等待时间达到预设时间或者外部重启指令时，控制器N1输出电压为低电平，则场效应管D1重新导通。

作为本发明的更进一步改进，所述场效应管D1采用P沟道场效应管。

一种熔断保护方法，其中，包括如下步骤：