[發(fā)明專利]空間無線總線電源控制與配電系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710761147.6
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107516920A
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐拓奇;蘇陽;于洪良;連士博;王歡;劉良飛;朱洪巖;張偉;何曉恬;孫洪彬;王滿昌
• 申請（專利權(quán)）人: 長光衛(wèi)星技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/35;H02J13/00
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司22214
• 代理人: 朱紅玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星用太陽能電源系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種空間無線總線電源控制與配電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)中小型衛(wèi)星中各部分采用連接線進行連接控制，接線繁瑣，且占用了大量星內(nèi)空間，增加了衛(wèi)星造價。由于衛(wèi)星中大量使用線纜和接插頭用于數(shù)據(jù)和指令的傳輸，直接導(dǎo)致衛(wèi)星重量和體積較大的問題。

衛(wèi)星內(nèi)部各負載對于電源的需求不同，為保障各負載穩(wěn)定工作，電源配電及控制系統(tǒng)起到了關(guān)鍵性的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有衛(wèi)星中大量的線纜和接插頭連接導(dǎo)致的衛(wèi)星重量和體積較大的問題。提供一種空間無線總線電源控制與配電系統(tǒng)。

空間無線總線電源控制與配電系統(tǒng)，包括電源下位機、分流調(diào)節(jié)電路、充電控制電路、放電控制電路、電池均衡電路和配電電路，所述電源下位機、分流調(diào)節(jié)電路、充電控制電路、放電控制電路、電池均衡電路和配電電路均設(shè)置有無線通信模塊，所述電源下位機、分流調(diào)節(jié)電路、充電控制電路、放電控制電路、電池均衡電路和配電電路之間均通過無線通信模塊通信；

所述電源下位機進行母線電壓誤差分析和電池均衡誤差分析，并用于向分流調(diào)節(jié)電路發(fā)送分流調(diào)節(jié)控制指令，向充電控制電路發(fā)送充電控制指令，向放電控制電路發(fā)送放電控制指令，向配電電路發(fā)送配電控制指令以及向電池均衡電路發(fā)送控制電池均衡指令；

所述分流調(diào)節(jié)電路根據(jù)接收的分流調(diào)節(jié)控制指令，進行分流控制母線電壓，實現(xiàn)母線電壓穩(wěn)定；充電控制電路根據(jù)接收的充電控制指令控制太陽能電池向蓄電池組充電；放電控制電路根據(jù)接收放電控制指令控制蓄電池組向負載放電，使衛(wèi)星在太陽能電池輸出電壓不足時，由蓄電池組通過放電控制電路保證母線電壓穩(wěn)定；所述電池均衡電路根據(jù)接收的控制電池均衡指令對單體電池電壓進行采樣后通過無線通信模塊傳送至電源下位機，由電源下位機進行電池均衡誤差分析，并將控制信息通過無線通信模塊傳送至電池均衡電路，所述電池均衡電路控制單體電池的均衡充電；所述配電電路通過用于向衛(wèi)星各子設(shè)備提供電能，控制各子設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明可實現(xiàn)衛(wèi)星內(nèi)部電源下位機、分流調(diào)節(jié)電路、充電控制電路、放電控制電路、電池均衡電路、配電電路的無線控制。減少星內(nèi)通信線纜及接插件數(shù)量，降低整星重量。減少復(fù)雜連線。

本發(fā)明具有遠程控制的特點，各模塊之間無連接線，有效減輕PCDU系統(tǒng)重量，且各模塊相對獨立位置更加靈活?？蓪崿F(xiàn)模塊化設(shè)計，優(yōu)化布局結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明采用ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)進行控制指令和數(shù)據(jù)的傳輸能夠很好的避免繁瑣的星內(nèi)接線，可實現(xiàn)模塊化設(shè)計，同時，減少星內(nèi)空間占用，提高衛(wèi)星空間利用率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的空間無線總線電源控制與配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明所述的空間無線總線電源控制與配電系統(tǒng)電源下位機功能框圖；

圖3為本發(fā)明所述的空間無線總線電源控制與配電系統(tǒng)電池均衡電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為本發(fā)明所述的空間無線總線電源控制與配電系統(tǒng)分流調(diào)節(jié)電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖5為本發(fā)明所述的空間無線總線電源控制與配電系統(tǒng)放電控制電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為本發(fā)明所述的空間無線總線電源控制與配電系統(tǒng)充電控制電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖7為本發(fā)明所述的空間無線總線電源控制與配電系統(tǒng)配電電路結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

具體實施方式一、結(jié)合圖1至圖7說明本實施方式，空間無線總線電源控制與配電系統(tǒng)，包括電源下位機、分流調(diào)節(jié)電路、充電控制電路、放電控制電路、電池均衡電路和配電電路。各部分電路均包含無線通信部分，采用星型組網(wǎng)方式。無線通信采用ZIGBEE通信協(xié)議，由ZIGBEE無線網(wǎng)絡(luò)模塊和天線兩部分構(gòu)成。各部分的數(shù)據(jù)和控制信號均利用無線通信部分進行傳輸。其中ZIGBEE無線傳輸模塊采用CC2530，CC2530模塊提供一個IEEE 802.15.4兼容無線收發(fā)器，F(xiàn)內(nèi)核控制模擬無線模塊。另外，它提供了MCU和無線設(shè)備之間的一個接口，這使得可以發(fā)出命令、讀取狀態(tài)、自動操作和確定無線設(shè)備事件的順序。無線設(shè)備還包括一個數(shù)據(jù)包過濾和地址識別模塊。

結(jié)合圖2說明本實施方式，電源下位機通過內(nèi)部CPU系統(tǒng)對PCDU系統(tǒng)進行管理，CPU系統(tǒng)主要功能包括：母線電壓誤差分析，分流調(diào)節(jié)控制指令，充電控制指令，放電控制指令，配電控制指令，電池均衡誤差分析和電池均衡控制指令。其中，電源下位機所采用的CPU為C8051F040芯片。