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卫星通信
2010/3/10 11:00

数字温度传感器DSl8820在卫星电源系统中设计原理

21IC电子网  

为加快我国卫星电源分系统的数字化设计.充分体现数字电路体积小、重量轻、功耗低、适应性强和可靠性高等优点,提高电源分系统的电能重量比,本文以DSl8820作为温度传感器,并采用单片机控制系统进行数据的采集、计算、调节及V-T曲线控制。

卫星电源系统主要用来为整个卫星的正常运行提供稳定的电源。它是卫星电能产生、储存、变换、调节、传输分配和管理的重要分系统。其基本功能是通过物理和化学过程将太阳的光能、核能或化学能转化为电能,并根据需要对电能进行存储、调节和变换,然后向卫星其它各分系统不间断供电。我国的卫星大都采用太阳能/蓄电池供电系统。蓄电池充电终压控制采用电压一温度补偿法,即V-T控制。蓄电池温度传感器传统上一般选用热电耦或铂电阻。模拟电路硬件控制是温度补偿的常用方法,已经在我国各种型号的卫星上获得成功应用。

1 V-T曲线控制原理

V-T曲线的控制关系为:V=N(Vs-kT)

式中:Vs电压状态值;T温度;k温度系数;N为补偿系数。 如温度T上升,电压v下降,这表明此时蓄电池升高,需要调节充电电压使温度降低,这就是V-T曲线补偿。其具体方法是采用V-T曲线跟踪补偿方案来控制蓄电池的充电终止电压.然后通过测量蓄电池组的端电压和单体温度.以预设的温度补偿电压曲线确定充电结束状态。同时在充电器内部设置保护性充电终止电压控制.以在电源控制计算机出现故障时停止对蓄电池充电.从
而保证蓄电池组的安全。

2 数字温度传感器DS18B20

2.1 DS18B20的主要特点

DS18B20是美国DALLAS公司继DSl820之后推出的增强型单总线数字温度传感器。它在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面都比DSl820有所改进。DS18B20的主要特点如下:

◇采用单总线方式,仅需一根信号线与CPU连接即可传送串行数据,且不需要外部元件;

◇每个芯片都有惟一编码。多个DS18B20;芯片可以并联在一根总线上,故可实现多点测温;

◇测温范围为-55~125℃,分辨率为12位;

◇测温结果的数字量位数为9~12位,并可编程选择;

◇可用数据线供电,也可用外部电源。

2.2 DS18B20的结构及功能

DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装,其管脚排列如图l所示。GND为地;I/O为数据输入/输出端(即单线总线),该脚为漏极开路输出,常态下呈高电平;VDD外部+5V电源端.不用时应接地。

DS18B20的内部结构主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM、高速暂存器、用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL触发器、存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码发生器等七部分。其中ROM由64位二进制数字组成,它由生产厂家光刻而成,共分为8个字节,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位器件序列号,字节7是ROM前56位校验码。每个DS18B20的64位序列号均不相同,它可以看作是该DS18B20的地址序列码。ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样,就可以在一根总线上挂接多个DS18B20。

DS18B20温度传感器主要用于对温度进行测量,数据可用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,并以0.0625℃/LSB形式表示。

 

 

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