应用于IGSO卫星的数字太阳敏感器热控设计

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1、V01．26No．4航天器工程第26卷第4期!!量竺垒篁三篁堡垒兰!兰垡垒!型兰兰里!些篁!!!!堑!旦应用于IGSO卫星的数字太阳敏感器热控设计李进卢威麻慧涛(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要相对于传统太阳敏感器(热耗为零)而言，国内新研制的数字太阳敏感器线路板上的芯片具有一定热耗。为解决其散热问题，以应用于倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星的数字一体化太阳敏感器为例，提出了较为简单有效的热控方案，建立热物理模型对数字太阳敏感器进行组件级热分析，并通过在轨飞行数据验证了设计的合理性。结果表

2、明：对于具有一定热流密度的小尺寸部件而言，在辐射换热面积增幅较为有限的条件下，有效增大其传导换热的热控方案要明显优于加强辐射换热的方案；同时要结合外热流情况，优化选择散热面。此方案可较好地满足印制电路板(PCB)上各芯片结温的一级降额温度指标要求，也可为同类产品的设计提供参考。关键词倾斜地球同步轨道卫星；数字太阳敏感器；热控设计中图分类号：V443文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2017．04．010ThermalControlDesignofDigitalSunS

3、ensoronIGSOLIJinI。UWeiMAHuitao(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Comparingwithtraditionalsunsensorwhichheatloadiszero，anewsunsensorhascertainheatloadinchipsonPCB．Inordertosolvetheproblemofheatdissipation，ofthedigit

4、alintegrativesunsensorusedintheIGSOorbit，asimpleeffectivethermalcontroldesignispro—posedinthispaper．ThethermalphysicsmodelofsunsensorisinvestigatedwithassemblylevelthermalanalysismethodbyapplyingtheI—DEASsoftwareandtherationalityofthedesigncanal—SObeprove

5、dbyorbitdata．Theresearchresultsshowthatforthesmalldimensionstructureswithsomeheatflux，onconditionoflimitedincreaseradiationsurface，thethermalcontrolmeth—odofenhancingheatconductionismuchbetterthanthatofenhancingheatradiation．Atthesametime，consideringtheex

6、ternalheatflux，theselectionofheatdissipationsurfaceisoptimized．Theselectedthermalcontroldesignmeetsnotonlythetargettemperaturerequirementoftheshelloutsidesurface，butalsotheprimaryderatingrequirementofchipsjunctiontemperatureonPCB．Inaddition，itcanprovidesc

7、ientificreferencesforthedesignofothersimilarproducts．Keywords：IGSOsatellite；digitalsunsensor；thermalcontroldesign收稿日期：2017-03—30；修回日期：2017-07—10基金项目：国家重大航天工程作者简介：李进，男，工程师，研究方向为航天器热控设计。Email：jinl@mail．ustc．edu．cn。第4期李进等：应用于IGSO卫星的数字太阳敏感器热控设计1引言太阳敏感器(以下简称太敏

8、)是一种卫星上常用的姿态敏感器，它主要通过测量太阳矢量与卫星某一体轴之间的夹角，来确定太阳在敏感器本体坐标系中的位置，再通过坐标矩阵变换获得相应的姿态，其工作的可靠性对卫星姿态控制有着极其重要的作用‘1“。太敏通常安装于卫星外部，伴随卫星在轨运行过程中，会受到地球反照、太阳直射、红外辐射等因素的影响，工作温度会存在较大幅度波动。此外，随着集成电路技术的长足发展，太敏还有小型化、光机电一体化的发展趋势，这也在一定程度上提高了热控