[發明專利]一種空間用太陽陣分流調節尖峰電流抑制電路

在審

• 申請號: 202011155250.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112421941A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 熊友;王國軍;孫清文;曹成榮;宋俊超;王騰;盧興軍;楊磊;李旭評;許祺峰
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M3/158
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 唐敏

本發明提供了一種空間用太陽陣分流調節尖峰電流抑制電路，其包括與分流調整功率管Q3連接的分流電流采樣電路和驅動控制電路，所述分流電流采樣電路采集流過所述分流功率管Q3的電流，當太陽電池陣寄生結電容不放電，通過分流調整功率管的電流小于尖峰電流設定閾值I時，分流調節尖峰電流抑制電路不工作，分流調整功率管Q3的驅動電壓不受影響，分流調整功率管Q3正常工作；當太陽電池陣寄生結電容放電，通過分流調整功率管Q3的電流大于尖峰電流設定閾值I時，所述驅動控制電路會控制降低分流調整功率驅動電壓，從而降低通過分流調整功率管Q3的尖峰電流。本發明的電路可適用于不同型號的分流調整功率管和不同串并聯數目的太陽電池陣，調節方式簡便。

技術領域

本發明涉及航天電源控制技術領域，具體涉及空間用太陽陣分流調節尖峰電流抑制電路。

背景技術

目前大多數衛星工作電源主要由太陽電池陣光電效應產生的電能提供。由于三結GaAs電池光電轉換效率高(26％～32％)，目前被廣泛應用于衛星太陽電池陣的單片制作。

太陽電池陣主要由太陽電池片組成，為了獲得穩定的母線電壓并滿足整星負載功率需求，需要把太陽電池單片進行串聯和并聯。其中通過把太陽電池單片串聯來獲得所需的母線電壓，通過把太陽電池單片并聯來獲得滿足所需的負載功率。

由于太陽電池片的基本結構都是PN結，而電容效應又是PN結的基本特性，所以當把太陽電池單片進行并聯時就會增大太陽電池陣的寄生結電容。目前衛星電源控制器主要采用順序分流調節的方法來實現對太陽電池陣功率的調節，即把太陽電池陣劃分成幾個分流調節子陣,每一個分流調節子陣由一路順序分流調節子電路來控制。圖1是現有技術中分流調節尖峰電流的產生示意圖。當分流調節子電路分流調節時，由于太陽電池陣寄生結電容的存在，在分流調整功率管導通瞬間，如圖1所示，會在分流調整功率管上產生分流調節尖峰電流i_a，分流調節尖峰電流i_a由公式表示為：i_a＝i_c+i_SA，其中i_SA為太陽電池陣輸出電流，ic為結電容瞬間放電電流。由于寄生結電容瞬間放電會產生較大的分流調節尖峰電流，其分流調節尖峰電流會遠大于分流電路的分流能力，甚至超過分流調整功率管的額定電流值。若瞬間分流調節尖峰電流大于分流調整功率管可承受的耐流值，分流調節尖峰電流不加抑制，會給分流調整功率管帶來過流擊穿的風險，隨著時間的推移會對分流調整功率管產生沖擊，甚至導致損壞，使衛星電源控制器的分流調節電路出現級數錯亂，出現母線紋波峰峰值和頻率增大，同時會使電源控制器熱損耗增加，并影響供電母線的穩定性，故太陽電池陣寄生結電容對分流調節電路的影響必須引起高度重視。

為了保證分流調節電路能夠持久高可靠的運行，太陽陣分流調節尖峰電流抑制電路是一項必不可少的關鍵技術。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種空間用太陽陣分流調節尖峰電流抑制電路，其包括與分流調整功率管Q3連接的分流電流采樣電路和驅動控制電路，所述分流電流采樣電路采集流過所述分流功率管Q3的電流，當太陽電池陣寄生結電容不放電，通過分流調整功率管的電流小于尖峰電流設定閾值I時，所述驅動控制電路不工作，分流調整功率管Q3的驅動電壓不受影響，分流調整功率管Q3正常工作；當太陽電池陣寄生結電容放電，通過分流調整功率管Q3的電流大于尖峰電流設定閾值I時，所述驅動控制電路會控制降低分流調整功率驅動電壓，從而降低通過分流調整功率管Q3的尖峰電流。其中，驅動控制電路控制降低分流調整功率驅動電壓，會使分流調整功率管Q3的導通阻抗增大，分流調節尖峰電流消耗在分流調整功率管Q3上，從而降低通過分流調整功率管Q3的尖峰電流。

可以的是，所述尖峰電流設定閾值I由分流調整功率管Q3型號和太陽陣寄生結電容容值確定。

可以的是，所述分流尖峰電流抑制值I根據不同型號的分流調整功率管Q3的漏源極DS的額定電流值或者按滿足不同串并聯數目的太陽陣的分流調節尖峰電流抑制要求進行調節。