[發明專利]一種衛星用電源系統MPPT控制裝置及方法

在審

• 申請號: 201510316576.3
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104868578A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 林曉輝;周明中;蔡晟;楊軍武
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊曉輝

技術領域

本發明涉及空間電源技術領域，具體涉及一種衛星用電源系統控制裝置。

背景技術

微小衛星電源系統設計的先進思想是模小型化、集成化。同時，近年來微小衛星對電源分系統提出了技術性能高、靈活性強、成本低、重量輕和體積小的目標。但是現有的衛星用電源系統存在對微小衛星最大功率追蹤的困難的問題。

發明內容

本發明是為了解決現有的衛星用電源系統存在對微小衛星最大功率追蹤的困難的問題，提出了一種衛星用電源系統MPPT控制裝置及方法。

本發明所述的一種衛星用電源系統MPPT控制裝置，它包括太陽能電池陣列、MPPT控制電路、一號二極管、二號二極管和鋰離子蓄電池組；

太陽能電池陣列的正向電源信號輸出端連接一號二極管的陽極，一號二極管的陰極同時連接MPPT控制電路功率追蹤信號的輸入端、二號二極管的陰極和負載的正向電源信號輸入端，MPPT控制電路的電源信號輸出端同時連接二號二極管的陽極和鋰離子蓄電池組的正極，鋰離子蓄電池組的負極接地，太陽能電池陣列的負向電源信號輸出端同時連接負載的負向電源信號輸入端和地。

太陽能電池陣列首先為負載供電，當太陽能電池陣列為衛星的負載供電后還存在多余的電量時，同時為鋰離子蓄電池組供電；

鋰離子蓄電池組用于跟蹤太陽能電池陣列輸出的最大功率；同時控制太陽能電池陣列是否為鋰離子蓄電池組供電；

太陽能電池陣列通過一號二極管為負載供電；

鋰離子蓄電池組通過二號二極管為負載供電；

所述一號二極管和二號二極管均為隔離二極管。

基于上述一種衛星用電源系統MPPT控制裝置的衛星用電源系統控制方法，該方法為：

采用MPPT控制電路追蹤太陽能電池陣列輸出的最大功率，獲得太陽能電池陣列的最大電壓和最大電流值；

當太陽能電池陣列的最大電壓值大于充電閾值電壓時，太陽能電池陣列輸出的電流經MPPT控制電路為鋰離子蓄電池組供電；

當太陽能電池陣列的最大電壓值等于充電閾值電壓時，太陽能電池陣列只為負載供電；

當太陽能電池陣列的最大電壓值小于充電閾值電壓時，鋰離子蓄電池組輸出電流與太陽能電池陣列同時為負載供電。

由于本發明所述的衛星用電源系統MPPT控制電路，MPPT(最大功率點跟蹤”Maximum?Power?Point?Tracking)控制電路串聯在衛星母線與鋰離子蓄電池之間，MPPT控制電路作為鋰離子蓄電池組充電電路。為了提高電源系統可靠性，與傳統MPPT控制裝置相比，電源系統太陽電池陣通過隔離二極管直接給負載供電，MPPT控制電路作為充電電路，只需要主備份兩套電路即可以保證整套電源系統控制的可靠性，衛星用電源系統MPPT控制電路少、成本低、器件少、重量輕，實現了對微小衛星最大功率追蹤。

附圖說明

圖1為本發明所述的衛星用電源系統MPPT控制裝置的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一、結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的一種衛星用電源系統MPPT控制裝置，它包括太陽能電池陣列1、MPPT控制電路2、一號二極管31、二號二極管32和鋰離子蓄電池組4；

太陽能電池陣列1的正向電源信號輸出端連接一號二極管31的陽極，一號二極管31的陰極同時連接MPPT控制電路2功率追蹤信號的輸入端、二號二極管32的陰極和負載的正向電源信號輸入端，MPPT控制電路2的電源信號輸出端同時連接二號二極管32的陽極和鋰離子蓄電池組4的正極，鋰離子蓄電池組4的負極接地，太陽能電池陣列1的負向電源信號輸出端同時連接負載的負向電源信號輸入端和地。

太陽能電池陣列1首先為負載供電，當太陽能電池陣列1為衛星的負載供電后還存在多余的電量時，同時為鋰離子蓄電池組4供電；

鋰離子蓄電池組4用于跟蹤太陽能電池陣列1輸出的最大功率；同時控制太陽能電池陣列1是否為鋰離子蓄電池組4供電；

太陽能電池陣列1通過一號二極管31為負載供電；

鋰離子蓄電池組4通過二號二極管32為負載供電；

所述一號二極管31和二號二極管32均為隔離二極管。

本實施方式所述的衛星用電源系統MPPT控制裝置，實現了微小衛星最大功率追蹤，提高電源系統太陽電池陣的能量利用率，對提高衛星性能和效益都有非常重要的意義。太陽電池陣直接給負載供電，有效減少太陽電池陣損耗，提高太陽電池陣能量利用率。