[發明專利]一種采用最大功率點跟蹤技術的皮納衛星電源

有效

• 申請號: 201410604344.3
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104300663A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 王峰;王騁;陳雪芹;韋明川;馮田雨;郭金生;李冬柏;俞陽;苗悅
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02H7/18;G05F1/67
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及衛星電源領域。

背景技術

皮納衛星是我國航天技術發展的一個方向，相比于其他類型的衛星，皮納衛星具有設計研制周期短、成本低、便于模塊化和批量化生產、便于管理等特點，有利于開展新技術的在軌試驗驗證。目前，國內外大量科研機構和大學都在開展皮納衛星的研究，且有大量皮納衛星已成功在軌飛行。

衛星的電源系統是衛星的重要核心系統之一，擔負著為整星供電的重要任務，是衛星的生命線。對于皮納衛星而言，電源系統必須具有可靠性高、效率高、質量輕、體積小等特點，才能保證安全可靠為整星供電，保證衛星在其設計壽命內正常工作，然而，如今皮納衛星電源系統大多依靠軟件進行控制，容易出現由于軟件缺陷導致系統失靈的情況。

發明內容

本發明為了解決現有皮納衛星電源系統大多依靠軟件進行控制，容易出現由于軟件缺陷導致系統失靈的情況，提出了一種采用最大功率點跟蹤技術的皮納衛星電源。

一種采用最大功率點跟蹤技術的皮納衛星電源包括太陽能電池組、最大功率點跟蹤控制器、充電控制器、蓄電池保護器、蓄電池組、直流電壓變換單元和功率分配單元，所述太陽能電池組的電源信號輸出端與最大功率點跟蹤控制器的電源信號輸入端連接，最大功率點跟蹤控制器的控制信號輸出端與充電控制器的第一控制信號輸入端連接，充電控制器的第二控制信號輸入輸出端與蓄電池保護器的第一控制信號輸出輸入端連接后連接至母線，蓄電池保護器的第二控制信號輸入輸出端與蓄電池組的電源信號輸出輸入端連接，直流電壓變換單元的控制信號輸入端連接于母線，功率分配單元的控制信號輸入端同時與母線和直流電壓變換單元的控制信號輸出端連接，功率分配單元的控制信號輸出端輸出電壓。

所述直流電壓變換單元包括+5V輸出的Boost型開關電源控制器和+3.3V輸出的Buck-Boost型開關電源控制器，所述+5V輸出的Boost型開關電源控制器的控制信號輸入端與+3.3V輸出的Buck-Boost型開關電源控制器的控制信號輸入端均與母線連接，+5V輸出的Boost型開關電源控制器的控制信號輸出端與+3.3V輸出的Buck-Boost型開關電源控制器的控制信號輸出端分別與功率分配單元的控制信號輸入端連接。

所述功率分配單元包括第一限流開關、第二限流開關和第三限流開關，所述第一限流開關串聯在母線上并輸出母線電壓，第二限流開關的控制信號輸入端與+5V輸出的Boost型開關電源控制器的控制信號輸出端連接，第二限流開關的控制信號輸出端輸出5V電壓，第三限流開關的控制信號輸入端與+3.3V輸出的Buck-Boost型開關電源控制器的控制信號輸出端連接，第三限流開關的控制信號輸出端輸出3.3V電壓。

所述皮納衛星電源還包括兩個理想二極管，其中一個理想二極管串聯在最大功率點跟蹤控制器的控制信號輸出端與充電控制器的第一控制信號輸入端之間，且該理想二極管的陽極與最大功率點跟蹤控制器的控制信號輸出端連接，另一個理想二極管串聯在母線上，且該理想二極管的陽極同時與充電控制器的第二控制信號輸入輸出端和蓄電池保護器的第一控制信號輸出輸入端連接，該理想二極管的陰極同時與第一限流開關的控制信號輸入端、+5V輸出的Boost型開關電源控制器的控制信號輸入端和+3.3V輸出的Buck-Boost型開關電源控制器的控制信號輸入端連接。

有益效果：本發明所述的皮納衛星電源采用分布式供電，各部分互不影響；采用功能高度集中的模塊化設計，便于適用不同需求，有利于快速集成；完全克服了由于軟件缺陷帶來的影響；蓄電池保護器能夠在充放電電流過大或電池處于過充狀態時，提供精確地監控與觸發閾值，實現蓄電池組的過流保護、過充保護和過放電保護功能；利用最大功率點跟蹤控制器最大限度的利用太陽能電池組的輸出功率，隨時跟蹤太陽能電池組的最大輸出功率點，將太陽能電池組能夠輸出的全部功率發揮出來。

附圖說明

圖1為本發明的原理示意圖；

圖2為太陽能電池的P-V曲線圖；

圖3為鋰離子電池充電曲線圖；

圖4為理想二極管與普通肖特基二極管正向導通特性對比圖。

具體實施方式