[發明專利]一種在軌衛星太陽電池電路工作狀態監測方法

有效

• 申請號: 201811487459.3
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109687824B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 沈靜曼;姜德鵬;王訓春;沈斌;楊洪東;王凱;陳超奇;石夢奇
• 申請（專利權）人: 上?？臻g電源研究所
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10;G01R31/382
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 余岢

本發明屬于在軌航天器電源系統領域，具體涉及一種在軌衛星太陽電池電路工作狀態監測方法。本發明采用電阻分壓電路采集星外太陽電池電路輸出電壓和太陽電池陣溫度數據，通過星外數據處理模塊將采集到的數據轉換成422信號，然后通過驅動機構滑環將信號傳輸至星內，經星內數據處理模塊將422信號轉換成模擬信號，經過數傳最終獲取太陽電池電路輸出電壓和太陽電池陣溫度數值，根據太陽電池電路輸出電壓和工作溫度變化監測星外太陽電池電路的工作狀態。

技術領域

本發明涉及在軌航天器電源系統領域，具體涉及一種在軌衛星太陽電池電路工作狀態監測方法。

背景技術

航天器電源系統是航天器的重要組成部分，負責為航天器提供能源，目前大多數航天器電源系統采用太陽電池電路作為主發電裝置。

與其他電源系統設備相比，太陽電池電路作為星外設備，直接暴露于空間環境中，需要承受高低溫交變、粒子輻照、紫外輻照、原子氧輻照、空間碎片等惡劣環境，同時太陽電池電路實際輸出易受光照強度、光照角度等因素的影響，為保證衛星在軌正常工作，需要實時監測太陽電池電路工作狀態。

目前，太陽電池電路監測及故障診斷手段缺乏，太陽電池電路監測電路通常位于衛星內部，以太陽電池輸出電流、輸出電壓遙測值作為判據，受限于星上資源，采集的輸出電流可能為若干子電路輸出電流之和，當發生太陽電池輸出電流異常下降時，難以分辨出發生異常的子電路，并且由于太陽電池功率輸出鏈路涉及環節較多，難以準確地定位故障發生位置。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的在軌衛星太陽電池電路工作狀態監測方法，其步驟如下：

步驟1：根據太陽電池電路功率接口匹配性和實際功率需求，將每翼太陽電池電路分成N個太陽電池子電路；

步驟2：將每個子電路內各個太陽電池串并聯起來，太陽電池子電路正端、負端各引出一根線，通過電連接器接入星外數據處理模塊；

步驟3：將N個負溫度系數熱敏電阻貼于N個太陽電池子電路電池背面監測太陽電池電路工作溫度，測溫電阻正負引線通過電連接器接入星外數據處理模塊；

步驟4：星外數據處理模塊將采集的電壓、溫度信號轉換成422信號，通過電連接器將轉換后的總線信號輸出至SADA；

步驟5：總線信號通過SADA傳輸至星內數據處理模塊再傳輸至數傳單機，經過信號處理后最終獲得太陽電池子電路輸出電壓和工作溫度。

進一步，可根據太陽電池電路功率接口匹配性和實際功率需求，將每翼太陽電池電路分成若干個太陽電池子電路，可對每路子電路的輸出電壓和工作溫度進行分別監測。

優選的，通過串聯電阻分壓電路可獲得太陽電池子電路輸出電壓和太陽電池陣工作溫度，同時可將太陽電池子電路輸出較高壓轉換成與數據處理模塊接口相匹配的低壓。

優選的，太陽電池子電路輸出電壓和太陽電池陣工作溫度信號通過不同電連接器接入星外數據處理模塊，可防止信號相互干擾，同時各子電路輸出電壓正負接點通過空點隔離，可有效防止正負接點短路。

進一步，將多路太陽電池電路輸出電壓和太陽電池陣工作溫度通過星外數據處理模塊轉換成總線信號進行傳輸，使用一對滑環即可傳輸多個遙測數據量，可以有效避開驅動機構滑環數量的制約，降低SADA設計復雜度。

進一步，采集太陽電池各子電路輸出電壓和工作溫度，在太陽電池電路發生輸出電流下降故障的情況下，結合星內電壓遙測數據和輸出電流遙測數據變化，較為準確地定位故障位置。