[發明專利]一種空間用激光載荷配電器限流控制電路

有效

• 申請號: 201910683977.0
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN110545031B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 李小春;呂鋒;徐剛;程新;薛鴻翔;李進;李后春
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M1/32;H01S5/042
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

本發明公開了一種空間用激光載荷配電器限流控制電路，包括：電流環PI、基極電阻、保護電阻、三極管、集電極電阻、軟啟動電容和PWM控制芯片；電流環PI的輸出端通過基極電阻與接三極管的基極連接；集電極電阻的一端接三極管的集電極，另一端接PWM控制芯片的軟啟動腳；三極管的發射極接地；保護電阻并聯接入三極管的基極和發射極；軟啟動電容一端接PWM控制芯片的軟啟動腳，另一端接地；在限流控制階段，PWM控制芯片處于全占空比輸出狀態，三極管處于深度飽和狀態，通過控制三極管的開通時間來控制PWM控制芯片軟啟動腳的電壓，進而控制PWM控制芯片的最大輸出占空比，以實現限流輸出。本發明實現了對衛星激光載荷配電器的限流控制。

技術領域

本發明屬于空間電源技術領域，尤其涉及一種空間用激光載荷配電器限流控制電路。

背景技術

衛星激光載荷是一種新型的衛星載荷，在其載荷功放驅動器內有一大電容，激光載荷需要在短時間內釋放大量能量，這會對其配電的電源造成較大的電壓波動，故不能直接掛靠在平臺母線上。新型的衛星激光載荷配電器應運而生，其功能為：1、對平臺42V母線進行變換，為激光載荷提供適合的母線電壓；2、為了不對平臺母線造成太大的電流波動，配電器需要有限流輸出的能力，即對載荷大電容限流充電的能力。

目前，衛星電源系統會使用S4R或S3R兩種功率拓撲控制方式。下面分別介紹兩種控制方式的限流充電控制原理及其優缺點。

應用S4R控制技術時，太陽陣直接連接到蓄電池端口。假設衛星電源系統有12個太陽陣，每個太陽陣有5A的輸出能力。現需要對蓄電池組進行24A限流充電，那么會有4個太陽陣處于全充電狀態，7個太陽陣處于全關斷狀態，1個太陽陣處于調制狀態。通過控制調制狀態太陽陣的頻率或者占空比，可以將充電電流的有效值穩定在24A，充電電流的紋波是一個太陽陣的輸出能力(此例中為5A)。這種限流充電的控制方式簡單、易實現、充電效率高，但充電電流紋波比較大。衛星激光載荷配電器屬于二次電源，無法將恒流源引入激光載荷功放驅動器，故該技術無法應用于激光載荷配電器中。

應用S3R控制技術時，太陽陣先經分流電路轉換為穩定的平臺母線，蓄電池組掛靠在平臺母線上。電源控制器通過充電控制電路(BCR)對蓄電池進行限流或限壓充電。電壓環的PI輸出與限流基準通過兩個二極管并聯作為電流環的輸入，電流環的PI輸出經UC1825后變換成相應的PWM波。在限流點起作用的時候，電壓環完全不起作用。這種限流充電的控制方式簡單，多用于平均電流控制，但充電電流紋波會比較大，并且二極管導通壓降會受高低溫影響而對限流點有較大影響。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種空間用激光載荷配電器限流控制電路，以實現對衛星激光載荷配電器的限流控制。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種空間用激光載荷配電器限流控制電路，包括：電流環PI、基極電阻R85、保護電阻R88、三極管V5、集電極電阻R81、軟啟動電容C39和PWM控制芯片；

電流環PI的輸出端通過基極電阻R85與接三極管V5的基極a連接，以控制三極管的開通與關斷；

集電極電阻R81的一端接三極管V5的集電極c，另一端接PWM控制芯片的軟啟動腳SOFT；

三極管V5的發射極b接地；

保護電阻R88并聯接入三極管V5，以提高三極管V5的可靠性；其中，保護電阻R88的一端接三極管V5的基極a，另一端接三極管V5的發射極b；

軟啟動電容C39一端接PWM控制芯片的軟啟動腳SOFT，另一端接地；

其中，在限流控制階段，PWM控制芯片處于全占空比輸出狀態，三極管V5處于深度飽和狀態，通過控制三極管V5的開通時間來控制PWM控制芯片軟啟動腳SOFT的電壓，進而控制PWM控制芯片的最大輸出占空比，以實現限流輸出。