[發明專利]一種開放式架構高集成MPPT標準化模塊

有效

• 申請號: 201711130892.7
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107902110B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 劉繪瑩;劉勇;何小斌;劉世超;靳洋;陳海濤
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: B64G1/44
• 分類號: B64G1/44
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周榮芳

本發明公開了一種開放式架構高集成MPPT標準化模塊，其包括多個MPPT標準化子模塊；每個MPPT標準化子模塊包括一個DC/DC電路，一個隔離二極管、一個保護二極管以及一個正輸入端口、一個負輸入端口、一個正輸出端口和一個負輸出端口。本發明所提供的MPPT標準化模塊拓撲具有開放性，可通過MPPT標準化子模塊的輸入、輸出端口不同的連接實現輸入并聯和輸出串聯、并聯或串并聯等形式，靈活實現輸出電壓提升、輸出功率擴展，適應了微納衛星多任務下快速組裝、靈活擴展的需求；通過輸入并聯+輸出串聯、并聯或串并聯的方式解決了傳統的輸入太陽電池串聯數過多而帶來的一致性問題，提升了MPPT的跟蹤精度，提升了太陽電池陣能量的利用率。

技術領域

本發明涉及航天器電源系統設計領域，具體涉及一種開放式架構高集成MPPT標準化模塊。

背景技術

微納衛星具有成本低、研制周期短、體積小、質量輕、載荷適應能力強等優點，適合作為快速響應、戰術偵查、商業遙感以及技術試驗等多種航天任務平臺。為了完成不同任務，需選擇不同載荷，作為承載平臺的微納衛星也會具有多種類型，因此針對微納衛星多任務、多功率、多母線的電源系統需求，微納衛星電源系統應滿足功能和功率可擴展、高質量/體積比功率、高能源利用率以及高功率調節及變換效率等要求。

最大功率跟蹤(Maximum Power Point Tracking，MPPT)方式電源系統適應了微納衛星高能源利用率的需求，針對微納衛星多母線體制功率變換的需求，傳統的解決方式是“特定太陽電池串聯數設計+特定功率變換”的定制化的設計方法。這種設計方法不足主要有：一方面，由于整個模塊需要多個太陽電池片串聯工作，其輸出電流是由具有最小輸出電流特性的太陽電池片決定的，如果多個太陽電池片輸出電流一致性較差，就會出現整個模塊輸出最大功率點時，實際內部多個太陽電池片沒有工作在最大功率點的情況，會造成能量巨大的浪費；另一方面，這種定制化設計和生產的方式無法滿足微納衛星母線電壓(比如：3.6V—7.2V—14.4V)、輸出功率(比如：10W—30W—100W)可擴展需求，電源系統的研制周期長，成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種開放式架構高集成MPPT標準化模塊，以解決上述現有技術的問題。

為達到上述目的，本發明提供了一種開放式架構高集成MPPT標準化模塊，其包括多個MPPT標準化子模塊；每個MPPT標準化子模塊包括一個DC/DC電路，一個隔離二極管、一個保護二極管以及一個正輸入端口、一個負輸入端口、一個正輸出端口和一個負輸出端口；每個DC/DC電路具有一個正輸入端口、一個負輸入端口、一個正輸出端口和一個負輸出端口；所述DC/DC電路的正輸入端口和MPPT標準化子模塊的正輸入端口連接；所述DC/DC電路的負輸入端口和MPPT標準化子模塊的負輸入端口連接；所述隔離二極管的正端與DC/DC電路的正輸出端口連接；所述保護二極管的負端分別與隔離二極管的負端和MPPT標準化子模塊的正輸出端口連接；所述保護二極管的正端分別與DC/DC電路的負輸出端口和MPPT標準化子模塊的負輸出端口連接。

上述的開放式架構高集成MPPT標準化模塊，其中，其還包括封裝結構，用于將集成電路裸芯片、平面電感以及其它微型器件進行組合封裝。

上述的開放式架構高集成MPPT標準化模塊，其中，所述MPPT標準化子模塊的正輸入端口和負輸入端口與太陽電池陣連接。

上述的開放式架構高集成MPPT標準化模塊，其中，所述多個MPPT標準化子模塊的輸出端口并聯連接。

上述的開放式架構高集成MPPT標準化模塊，其中，所述多個MPPT標準化子模塊的輸出端口串聯連接。

上述的開放式架構高集成MPPT標準化模塊，其中，所述多個MPPT標準化子模塊的輸出端口先串聯后并聯連接。