[发明专利]一种易扩展的空间遥感器控温系统

说明书

一种易扩展的空间遥感器控温系统，包括设置有主处理器的CPU电路模块及设置有FPGA协处理器的测控温电路模块，通过在每个测控温电路中引入FPGA协处理，解放主处理器资源，进而提升系统扩展能力，并通过测控温电路模块进行扩展，由FPGA协处理器自主实现各控温通道的均匀加热模式，同时还可通过FPGA协处理器实现对各控温通道最小控温输出步长的调整，大幅提升控温系统性能。

技术领域

本发明涉及一种易扩展的空间遥感器控温系统，属于空间遥感器控温仪技术领域。

背景技术

控温仪的扩展能力主要受测控温路数、处理器能力、控温算法等因素影响。控温稳定度除受热设计影响外，还受测温精度、控温周期、控温算法、控制方式和最小控温输出步长的影响。不同控温对象，其热容及散热条件不同，相同的最小控温输出步长会导致不同控温对象的控温一致性较差。

空间遥感器控温仪广泛采用处理器直接控制测温模块、控温模块，连续加热模式，固定的最小控温输出步长的设计。因为测温、控温路数和控温精度和稳定度负相关，所以传统设计的可扩展能力较差。因为连续加热模式存在离散效应，使得被控对象的温度波动较大，所以控温稳定度较差。因为最小控温输出步长固定，所以对不同控温对象的适应性不强。

目前，随着高分辨率、超高分辨率探测需求的增多，空间遥感器控温仪的测控温路数需求越来越多，控温稳定度要求越来越高，控温对象也越来越复杂。

由于传统AD及其周边配套芯片短时间内还不能提供满足航天应用的高可靠性、高精度器件，所以从提高测温精度着手比较困难。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，传统AD及其周边配套芯片无法满足现有航天应用所需的可靠性及精度的问题，提出了一种易扩展的空间遥感器控温系统。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种易扩展的空间遥感器控温系统，包括供配电电路模块、CPU电路模块、测控温电路模块、母板电路模块，其中：

供配电电路模块：根据卫星平台发送的直接指令对卫星平台电源进行供电分配，所述卫星平台电源包括一次电源、热控电源，供配电电路模块通过一次电源供电并产生测控温电路工作所需的二次电源，CPU电路模块通过二次电源供电，测控温电路模块通过二次电源、热控电源共同供电；

CPU电路模块：挂载于一级总线上并通过一级总线接收卫星平台发送的状态设置指令对CPU电路模块工作状态进行预设，并将包含CPU电路模块及其余模块工作状态信息的遥测信号通过一级总线返送至卫星平台，同时通过母板电路模块与测控温电路模块进行SPI总线信息交互；

测控温电路模块：通过母板电路模块与CPU电路模块进行SPI总线信息交互，对遥感相机温度值进行监控，并根据SPI总线信息对遥感相机加热片进行加热控制；

母板电路模块：配合供配电电路模块为CPU电路模块、测控温电路模块进行供电，同时辅助CPU电路模块、测控温电路模块进行SPI总线信息交互。

状态设置指令包括安全开关设置指令、控温模式设置指令、开闭环设置指令、控温阈值上下限设置指令、加热回路及热敏电阻对应关系设置指令、最小控温输出步长设置指令，其中，安全开关设置指令、控温模式设置指令、开闭环设置指令、控温阈值上下限设置指令、加热回路及热敏电阻对应关系设置指令针对CPU电路模块，最小控温输出步长设置指令针对测控温电路模块。

CPU电路模块及其余模块工作状态信息包括、开闭环状态、控温阈值、累积加热时间或控温占空比、温度量遥测数据，其中，开闭环状态、控温阈值、累积加热时间或控温占空比由CPU电路模块产生，温度量遥测数据由测控温电路模块产生。