[發(fā)明專利]一種航天器交會對接并網供電的無線電能及信號傳輸系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710119516.1
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN106787251B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 郭偉峰;熊曉英;陳琦;蔡曉東;劉治鋼;陸亞東;梁中堅
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H04B5/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種航天器交會對接并網供電的無線電能及信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括：N組無線電能傳輸單元；無線電能傳輸單元包括無線電能發(fā)送器(2)、無線電能接收器(4)；每個無線電能發(fā)送器(2)分別與一個無線電能接收器(4)對應；其中，N為正整數(shù)；

無線電能發(fā)送器(2)包括高頻逆變電源、原邊線圈及諧振補償電路、原邊控制電路；高頻逆變電源將服務航天器母線提供的直流電壓u_dc1變換為高頻的交流電壓u_ac1，并實現(xiàn)交流電壓u_ac1的頻率f₁和有效值U_ac1的調節(jié)；原邊線圈及諧振補償電路將高頻逆變電源的輸出交流電壓u_ac1轉換為原邊線圈中的高頻電流i_ac1，驅動原邊線圈產生高頻磁場并向無線電能接收器提供高頻能量，實現(xiàn)電能發(fā)送；原邊控制電路接收服務航天器數(shù)管系統(tǒng)發(fā)送的指令，實現(xiàn)高頻逆變電路的啟動/停止控制；原邊控制電路實現(xiàn)對高頻逆變電源的控制、故障保護控制、信號采集、與服務航天器的有線通信及與無線電能接收器的無線通信；

無線電能接收器(4)包括副邊線圈及諧振補償電路、整流調壓電路、副邊控制電路；副邊線圈及諧振補償電路將原邊線圈產生的高頻磁場轉換為副邊線圈中的高頻電流i_ac2；整流調壓電路將副邊線圈輸出的交流電壓u_ac2變換為直流電壓u_dc2、高頻電流i_ac2轉換為直流電流i_dc2，并實現(xiàn)電壓幅值的調節(jié)及穩(wěn)壓控制，并將穩(wěn)定的直流電壓u_dc2傳輸給目標航天器的功率母線；副邊控制電路實現(xiàn)整流調壓電路的調壓控制、故障保護控制、信號采集、與目標航天器的有線通信及與無線電能發(fā)送器的無線通信；

原邊控制電路與服務航天器數(shù)管間采用有線通信的形式，副邊控制電路與目標航天器數(shù)管采用有線通信的形式；原邊控制電路、副邊控制電路之間采用無線通信，副邊控制電路通過與原邊控制電路的無線通信將目標航天器的交流電壓u_ac2、高頻電流i_ac2信息傳遞給無線電能發(fā)送器。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種航天器交會對接并網供電的無線電能及信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述高頻逆變電源包括開關管Q₁～Q₄、二極管D₁～D₄、電容C₁～C₄；電路采用全橋移相電路，開關管Q₁漏極與二極管D₁的陰極相連，開關管Q₁源極與二極管D₁的陽極相連，二極管D₁與電容C₁并聯(lián)；開關管Q₂漏極與二極管D₂的陰極相連，開關管Q₂源極與二極管D₂的陽極相連，二極管D₂與電容C₂并聯(lián)；開關管Q₃漏極與二極管D₃的陰極相連，開關管Q₃源極與二極管D₃的陽極相連，二極管D₃與電容C₃并聯(lián)；開關管Q₄漏極與二極管D₄的陰極相連，開關管Q₄源極與二極管D₄的陽極相連，二極管D₄與電容C₄并聯(lián)；開關管Q₁源極與開關管Q₃漏極連接，開關管Q₂源極與開關管Q₄漏極連接；直流電壓u_dc1的正極與開關管Q₁漏極、開關管Q₂漏極相連，負極與開關管Q₃源極、開關管Q₄源極相連；開關管Q₁源極、開關管Q₂源極之間輸出交流電壓u_ac1；開關管Q₁、Q₂、Q₃、Q₄的柵極分別輸入驅動信號g₁、g₂、g₃、g₄。