技术领域
[0001] 本实用新型涉及卫星通信领域，具体地说，是一种在全国产化SOC芯片架构下，采用独立MCU芯片应用于宽带卫星调制解调器的功耗控制装置。
相关背景技术
[0002] 随着应急通信需求与物联网监控需求场景不断扩充，人们对于卫星终端设备的使用需求与日俱增，其控制卫星终端设备的使用功耗，提高终端设备的持续可用性，提升终端设备的续航能力成为现代卫星通信系统的重要研究领域。
[0003] 相较于市场上传统的DSP+FPGA或者CPU+FPGA方式，自从Xilinx推出ZYNQ系列SOC芯片后采用单芯片ARM+FPGA的设计也成为了小型化、集成化调制解调器实现的重要选择。随着SOC不断增加的功能，性能和集成应用的持续趋势，虽然SOC芯片性能大大提高，但导致其功耗也越来越大，较高的功耗消耗会产生更多热量，随着发热越发严重，热噪声越大，就会影响器件的正常工作，进而降低卫星设备的使用寿命。
[0004] 传统的卫星调制解调器功耗控制模块通常集成于CPU模块中，一定程度上增加了系统模块集成设计的复杂性及冗余度，供电控制的稳定性较差。其链路通道的上电/下电顺序只从逻辑上对南桥芯片进行上电/下电排序操作，忽略因板卡电路复位时延抖动，各模块电容充放电时延不一致，导致南桥芯片发通道模块的上电/下电顺序被破坏，无法满足BUC模块、中频模块、基带模块实际的上电/下电顺序，影响链路通道的长期稳定性，极端情况下导致模块功能故障。
具体实施方式
[0018] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
[0019] 本实用新型的目的在于提供一种应用于宽带卫星调制解调器的功耗控制装置，以解决背景技术中提出的问题：
[0020] (1)基于SOC芯片架构下的调制解调器工作或静默状态下的功耗及电源控制。
[0021] (2)采用独立低功耗MCU芯片直连链路发通道电源控制，优化电路设计，降低系统模块集成设计带来的冗余及不稳定性，实现稳定顺序的上电/下电控制。
[0022] 本实用新型采用的技术方案如下：
[0023] 如图1所示，全国产化SOC芯片架构下的独立MCU芯片功耗控制宽带卫星通信板卡，包括独立低功耗MCU芯片和电源控制模块，所述电源控制模块包括BUC支路电源控制模块(FLAG1)，中频支路电源控制模块(FLAG2)，基带支路电源控制模块(FLAG3)；
[0024] 所述BUC电源控制支路模块，包括BUC检测支路控制开关，BUC电压/电流检测模块，BUC支路电源控制模块通过BUC检测支路控制开关和BUC电压/电流检测支路与BUC支路连接；
[0025] 所述中频电源控制支路模块，包括中频检测支路控制开关，中频电压/电流检测模块，中频支路电源控制模块通过中频检测支路控制开关和中频电压/电流检测支路与中频支路连接；
[0026] 所述基带电源控制支路模块，包括基带检测支路控制开关，基带电压/电流检测模块，基带支路电源控制模块通过基带检测支路控制开关和基带电压/电流检测支路与基带支路连接。
[0027] 如图2所示，所述电压/电流检测支路包括：
[0028] 开通时，MCU芯片通过PA1引脚，打开或关闭电压/电流检测开关。
[0029] 电压/电流检测开关使能电压/电流检测模块电压后，通过检测R5连接的支路电压，可换算成电流，并通过I2C接口将采集的电压或电流通信给MCU芯片。
[0030] 如图3所示，所述检测支路控制开关包括：
[0031] P‑MOS(Q1)在关断时，电阻R2将栅极与源极连接，使Vgs>导通电压阈值。
[0032] 开通时，要拉低Q1栅极电平，由N‑MOS(Q2)完成。N‑MOS在关断时需要泄放GS间的电容电荷，于是并联一个合适的电阻R6。
[0033] CON_MEAS为控制IO，可以使MCU芯片用较低的电平控制P‑MOS的栅极电压。
[0034] 以BUC支路电压/电流检测模块为例；工作时，将CON_MEAS置高，Q1、Q2导通，R3、R5电阻分压后输出阈值电压，打开所连接BUC支路电压/电流检测模块。待机时，不需要测量电压/电流，将CON_MEAS设置为输入，Q1、Q2关断，整个控制部分几乎无功耗消耗。
[0035] 本实用新型的工作过程如下：
[0036] (1)当宽带卫星通信板卡处于正常工作时，发通道所连的各模块按顺序依次打开。首先打开基带支路发通道电源，随后通过MCU拉高CON_MEAS1管脚，启动基带支路电压检测模块，通过MCU配置的独立定时器T1循环检测电压检测模块电路状态，当基带支路发通道电压/电流稳定后，继续打开中频支路发通道电源，随后通过MCU拉高CON_MEAS2管脚，启动中频支路电压检测模块，通过MCU配置的独立定时器T2循环检测电压检测模块电路状态，当中频支路发通道电压/电流稳定后，继续打开BUC支路电源，随后通过MCU拉高CON_MEAS3管脚，启动BUC支路电压检测模块，通过MCU配置的独立定时器T3循环检测电压检测模块电路状态，当BUC支路发通道电压/电流稳定后，拉低CON_MEASx管脚，关闭各支路电压检测模块电路，降低整板功耗。
[0037] (2)当宽带卫星通信板卡处于静默状态时，发通道所连的各模块按顺序依次关闭。首先关闭BUC支路发通道电源，随后通过MCU拉高CON_MEAS1管脚，启动BUC支路电压检测模块，通过MCU配置的独立定时器T1循环检测电压检测模块电路状态，当BUC支路发通道电压/电流为零后，继续关闭中频支路发通道电源，随后通过MCU拉高CON_MEAS2管脚，启动中频支路电压检测模块，通过MCU配置的独立定时器T2循环检测电压检测模块电路状态，当中频支路发通道电压/电流为零后，继续关闭中频支路电源，随后通过MCU拉高CON_MEAS3管脚，启动中频支路电压检测模块，通过MCU配置的独立定时器T3循环检测电压检测模块电路状态，当中频支路发通道电压/电流为零后，拉低CON_MEASx管脚，关闭各支路电压检测模块电路，降低整板功耗。
[0038] 本实用新型采用独立的低功耗MCU芯片连接宽带卫星通信调制解调器链路发通道的电源控制模块，优化供电电路拓扑结构；当调制解调器处于工作状态(发通道打开)时，严格按照1.基带支路→2.中频支路→3.BUC支路上电顺序打开发通道；当调制解调器处于值守工作状态或静默工作状态(发通道关闭)时，严格按照1.BUC支路→2.中频支路→3.基带支路下电顺序关闭发通道，保护各支路模块电路，降低整版功耗，进而达到性能与功耗的平衡。
[0039] 以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。
