[發(fā)明專利]航天器電源系統(tǒng)分流調(diào)節(jié)電路防短路控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810324730.5
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108512295B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程新;韋云;王勝佳;薛鴻翔;楊佩;俞偉;羅霄;楊華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 金家山

本發(fā)明的航天器電源系統(tǒng)分流調(diào)節(jié)電路防短路控制方法，電壓基準(zhǔn)排電路在原有輸出n路基準(zhǔn)信號的基礎(chǔ)上增加一路基準(zhǔn)信號輸出，且新增基準(zhǔn)信號的電壓最小；對于每路分流調(diào)節(jié)電路，用信號MEA與原有基準(zhǔn)信號的比較結(jié)果控制調(diào)節(jié)管的工作狀態(tài)，用信號MEA與新增基準(zhǔn)信號的比較結(jié)果控制保護(hù)管的工作狀態(tài)；正常工作時，n路分流調(diào)節(jié)電路的保護(hù)管均處于導(dǎo)通狀態(tài)，各路分流調(diào)節(jié)電路的分流調(diào)節(jié)功能由各自的調(diào)節(jié)管實現(xiàn)，根據(jù)負(fù)載功率需求，n路分流調(diào)節(jié)電路按照順序分流調(diào)節(jié)控制方式為負(fù)載供電；當(dāng)某一路分流調(diào)節(jié)電路的調(diào)整管發(fā)生短路故障，該路分流調(diào)節(jié)電路的分流調(diào)節(jié)功能由其保護(hù)管實現(xiàn)，且該路分流調(diào)節(jié)電路的分流調(diào)節(jié)順序自動調(diào)整至最后一級。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空間電源領(lǐng)域，具體涉及一種航天器電源系統(tǒng)分流調(diào)節(jié)電路防短路控制方法。

背景技術(shù)

目前航天器電源系統(tǒng)所使用的是太陽電池陣-蓄電池電源系統(tǒng)。航天器處于光照期時，依靠太陽電池陣吸收太陽能為負(fù)載供電和蓄電池充電，同時多余的能源通過電源系統(tǒng)分流調(diào)節(jié)電路短路回路返回至太陽電池陣。近年來，對航天器電源系統(tǒng)壽命、可靠性以及功率輸出能力要求越來越高，而影響航天器電源系統(tǒng)壽命和可靠性的關(guān)鍵因素之一就是電源系統(tǒng)能源的輸出和調(diào)節(jié)能力。隨著航天器負(fù)載功率需求越來越大，電源系統(tǒng)單路分流調(diào)節(jié)電路的輸出功率能力越來越大，目前高軌通訊衛(wèi)星母線電壓已經(jīng)采用100V母線電壓體系，電源系統(tǒng)單路分流調(diào)節(jié)電路分流調(diào)節(jié)能力達(dá)到10A，即與分流調(diào)節(jié)電路對應(yīng)的太陽電池陣單路輸出電流最大可達(dá)到10A，若此時一路分流調(diào)節(jié)電路發(fā)生短路故障，則電源系統(tǒng)則損失能源達(dá)到1000W，因此分流調(diào)節(jié)電路的防短路保護(hù)設(shè)計至關(guān)重要。

傳統(tǒng)航天器電源系統(tǒng)分流調(diào)節(jié)電路為防止分流調(diào)整管短路導(dǎo)致的太陽能損失，產(chǎn)品設(shè)計時一般通過在分流調(diào)節(jié)電路的調(diào)整管上串聯(lián)一個保護(hù)管，對保護(hù)管的控制一般采取以下方法：地面通過指令方式隔離調(diào)整管短路故障，即當(dāng)調(diào)整管短路后，通過地面干預(yù)的方法將該路分流調(diào)節(jié)電路的保護(hù)管斷開，使得該路分流調(diào)節(jié)電路為負(fù)載直供電，達(dá)到避免一路太陽電池陣能源損失的目的。該方法存在一定不足：判斷復(fù)雜且不及時。分流調(diào)節(jié)電路調(diào)整管發(fā)生短路故障后，需要地面根據(jù)電源系統(tǒng)相關(guān)遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行判定，勢必不能實時對故障現(xiàn)象進(jìn)行隔離。同時，一旦將該路分流調(diào)節(jié)電路的保護(hù)管通過地面指令關(guān)斷，該路分流調(diào)節(jié)電路只有一種工作模式即直供電狀態(tài)，該路分流調(diào)節(jié)電路對應(yīng)的太陽電池陣輸出能源全部輸出至航天器負(fù)載，勢必要求航天器負(fù)載在任何工作模式下，最小功率大于該路分流調(diào)節(jié)電路對應(yīng)的太陽電池陣輸出功率，否則出現(xiàn)母線電壓，損壞航天器設(shè)備。

中國CN104821782B披露的“一種軟件和硬件結(jié)合的分流調(diào)節(jié)控制裝置及方法”中采用軟件和硬件相結(jié)合的控制方式，一個開關(guān)管由硬件控制電路控制，另一個開關(guān)管由軟件控制，通過軟件檢測母線電壓反饋輸出高電平或低電平，控制第二開關(guān)管導(dǎo)通或關(guān)斷，實現(xiàn)對多余太陽陣能量進(jìn)行分流，該控制方法適用于不調(diào)節(jié)母線體系，電源系統(tǒng)母線電壓變化范圍大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種航天器電源系統(tǒng)分流調(diào)節(jié)電路防短路控制方法，簡單、工作穩(wěn)定可靠且保護(hù)控制響應(yīng)及時。

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種航天器電源系統(tǒng)分流調(diào)節(jié)電路防短路控制方法，n路分流調(diào)節(jié)電路、電壓調(diào)節(jié)器輸出信號MEA，電壓基準(zhǔn)排電路在原有輸出n路基準(zhǔn)信號的基礎(chǔ)上增加一路基準(zhǔn)信號輸出，且新增基準(zhǔn)信號的電壓最小；原有n路基準(zhǔn)信號分別輸入至n路分流調(diào)節(jié)電路，新增基準(zhǔn)信號分別輸入至n路分流調(diào)節(jié)電路，信號MEA分別輸入至n路分流調(diào)節(jié)電路；對于每路分流調(diào)節(jié)電路，用信號MEA與原有基準(zhǔn)信號的比較結(jié)果控制調(diào)節(jié)管的工作狀態(tài)，用信號MEA與新增基準(zhǔn)信號的比較結(jié)果控制保護(hù)管的工作狀態(tài)；正常工作時，n路分流調(diào)節(jié)電路的保護(hù)管均處于導(dǎo)通狀態(tài)，各路分流調(diào)節(jié)電路的分流調(diào)節(jié)功能由各自的調(diào)節(jié)管實現(xiàn)，根據(jù)負(fù)載功率需求，n路分流調(diào)節(jié)電路按照順序分流調(diào)節(jié)控制方式為負(fù)載供電；當(dāng)某一路分流調(diào)節(jié)電路的調(diào)整管發(fā)生短路故障，該路分流調(diào)節(jié)電路的分流調(diào)節(jié)功能由其保護(hù)管實現(xiàn)，且該路分流調(diào)節(jié)電路的分流調(diào)節(jié)順序自動調(diào)整至最后一級。