[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星用全數(shù)字電源控制器

無效

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• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102723756A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈志誠;王穎艷;王益軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星用電源控制器，更確切的說是基于DSP控制為核心的全數(shù)字衛(wèi)星用電源控制器。?

背景技術(shù)

衛(wèi)星電源分系統(tǒng)通常采用太陽電池陣—蓄電池體系、可調(diào)節(jié)直流母線系統(tǒng)供電方案，壽命期間，電源分系統(tǒng)完成對星上各分系統(tǒng)負載的不間斷供電，包括長期功率、短期功率和火工品的引爆。光照期完成太陽電池陣能源采集，把太陽光能轉(zhuǎn)化為電能，對負載供電和給蓄電池組充電，在陰影期由蓄電池通過放電調(diào)節(jié)器向母線供電或光照期負載功率超過太陽電池陣供電能力時，由蓄電池補充供電。?

目前衛(wèi)星常用的電源系統(tǒng)控制器的MEA電路，分流器的PWM的產(chǎn)生電路，充電控制器的PWM產(chǎn)生電路，放電調(diào)節(jié)器的PWM產(chǎn)生電路，均衡控制器的開關(guān)管驅(qū)動電路都是通過相應的硬件電路搭建而成，每一路PWM輸出都需要相應的PWM硬件生成電路，電路設(shè)計復雜，集成度低，所用的電子元器件也較多，所用的電子元器件越多，產(chǎn)品的可靠性就越低，而且產(chǎn)品所需的設(shè)計和調(diào)試時間也越長。?

為此，電源控制器應該盡量提高系統(tǒng)的集成度，減少電子元器件，節(jié)省?產(chǎn)品的開發(fā)周期，特別是對于應用在快速響應等小衛(wèi)星上，電源控制器的設(shè)計、調(diào)試周期要求短，體積、重量都要求盡量的小，所以，對電源控制器的集成度要求較高。?

傳統(tǒng)的太陽陣的分布方式有合陣式、分陣式，常用的功率調(diào)節(jié)技術(shù)有S3R型、S4R型、混合型等，本發(fā)明基于合陣式的S3R型。但是，同樣可以應用在分陣式，S4R型，混合型等。?

目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說明或報道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的電源控制器的集成度不高，電子硬件電路較復雜等缺點，本發(fā)明提出一種衛(wèi)星用全數(shù)字電源控制器，利用本發(fā)明，通過DSP實現(xiàn)對母線電壓的采樣，對分流器、充電控制器、放電調(diào)節(jié)器各個相應管子實現(xiàn)PWM控制，對蓄電池充電電流的采樣，對放電調(diào)節(jié)器反饋電壓的采樣，對蓄電池電壓的采樣，對三域控制算法的軟件實現(xiàn)，對均衡控制算法的軟件實現(xiàn)，對放電調(diào)節(jié)器輸出電壓的軟件閉環(huán)控制，對充電控制器限流充電控制等，大大減少了硬件電路的搭建，減少了電子元器件的使用，提高了系統(tǒng)的集成度，從而，也提高了系統(tǒng)的可靠性。?

為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種基于DSP的全數(shù)字電源控制器，該裝置包括：?

分流器，用于光照期太陽陣輸出能量過剩時分流多余的能量；?

充電控制器，用于光照期給蓄電池充電時控制充電電流；?

放電調(diào)節(jié)器，用于陰影期或者光照期蓄電池聯(lián)合供電時蓄電池輸出能量給整星供電；?

均衡控制器，用于鋰電池在充放電過程中的均衡控制；以及?

基于DSP的中央處理器，用于實現(xiàn)分流器、充電控制器、放電調(diào)節(jié)器的開關(guān)管的PWM控制，以及母線電壓的采樣，蓄電池電壓的采樣，放電調(diào)節(jié)器輸出電流的采樣，充電控制器充電電流的采樣，三域控制算法的實現(xiàn)，均衡控制算法的實現(xiàn)，充電控制器分流控制的實現(xiàn)，放電調(diào)節(jié)器閉環(huán)控制的實現(xiàn)等。?

本發(fā)明電源控制器的三域控制通過DSP采樣母線電壓，在DSP軟件中實現(xiàn)三域的電壓的劃分并進行相應的控制。所述三域控制方式分為分流域、充電域、放電域，通過DSP采樣母線電壓對三域進行區(qū)分，在分流域內(nèi)，根據(jù)設(shè)定的母線電壓值判斷系統(tǒng)處于全分流，不分流，或者是部分分流狀態(tài)，在部分分流狀態(tài)下，通過DSP的PWM輸出口對相應的分流器進行PWM控制以實現(xiàn)部分分流；在充電域狀態(tài)下，通過DSP的PWM輸出口實現(xiàn)對充電控制器進行控制，實現(xiàn)限流恒流充電；在放電域狀態(tài)下，DSP的PWM輸出口對放電調(diào)節(jié)器進行控制以實現(xiàn)放電控制。?

本發(fā)明所述分流器的開關(guān)管的控制通過DSP的PWM輸出端控制實現(xiàn)。?

本發(fā)明所述充電控制器的開關(guān)管的控制通過DSP的PWM輸出端控制實現(xiàn)。?

本發(fā)明所述放電調(diào)節(jié)器的開關(guān)管的控制通過DSP的PWM輸出端控制實現(xiàn)，輸出電壓的閉環(huán)控制通過DSP軟件實現(xiàn)。?

本發(fā)明所述蓄電池組各個單體的電壓采樣通過DSP實現(xiàn)。?

本發(fā)明所述均衡控制器的開關(guān)管通過DSP的I/O口輸出控制實現(xiàn)。?

本發(fā)明所述均衡控制器的均衡控制算法通過DSP中軟件實現(xiàn)。?