[發(fā)明專利]適應(yīng)脈沖負(fù)載的多端口變換器電路及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011427809.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112671083A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱洪雨;張博溫;張藝;李林杰;邢浩江
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市航天新源科技有限公司
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J7/34;H02M3/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 孫偉

本發(fā)明提供了一種適應(yīng)脈沖負(fù)載的多端口變換器電路，包括超級電容CS、太陽能陣SA、峰值跟蹤系統(tǒng)、蓄電池、蓄電池充電調(diào)節(jié)器、蓄電池放電調(diào)節(jié)器和母線，所述太陽能陣SA通過所述峰值跟蹤系統(tǒng)與所述母線連接，所述蓄電池分別通過所述蓄電池充電調(diào)節(jié)器、蓄電池放電調(diào)節(jié)器與所述母線連接，所述超級電容CS與所述母線連接。本發(fā)明還提供了一種適應(yīng)脈沖負(fù)載的多端口變換器電路的控制方法。本發(fā)明的有益效果是：用超級電容調(diào)節(jié)母線的控制方式，直接通過超級電容兩端的電壓作為控制信號，電池充放電及母線進(jìn)行控制，從而，使得母線可以迅速的響應(yīng)負(fù)載的變化，較好的避免了脈沖功率型功率負(fù)載帶來的母線平臺的急劇波動(dòng)及一次母線品質(zhì)變差的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星供電系統(tǒng)，尤其涉及一種適應(yīng)脈沖負(fù)載的多端口變換器電路及其控制方法。

背景技術(shù)

衛(wèi)星供電系統(tǒng)在衛(wèi)星的整個(gè)運(yùn)行之中起著至關(guān)重要的作用。它是整個(gè)衛(wèi)星平臺和負(fù)載的唯一供電裝置。衛(wèi)星供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，直接影響著整個(gè)衛(wèi)星的壽命和衛(wèi)星的工作情況。

針對負(fù)載負(fù)荷波動(dòng)較大的情況，如負(fù)載為脈沖負(fù)載，激光等，通常衛(wèi)星供電系統(tǒng)無法很好的應(yīng)對該類型負(fù)載。此時(shí)，衛(wèi)星的母線無法迅速調(diào)節(jié)平衡，當(dāng)波動(dòng)較大時(shí)，對整個(gè)衛(wèi)星的工況影響十分嚴(yán)重。因此，如何更好的適應(yīng)秒級或者分鐘級脈沖功率負(fù)載，避免脈沖功率型功率負(fù)載帶來的母線平臺的急劇波動(dòng)及一次母線品質(zhì)變差的問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員所亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種適應(yīng)脈沖負(fù)載的多端口變換器電路及其控制方法。

本發(fā)明提供了一種適應(yīng)脈沖負(fù)載的多端口變換器電路，包括超級電容CS、太陽能陣SA、峰值跟蹤系統(tǒng)、蓄電池、蓄電池充電調(diào)節(jié)器、蓄電池放電調(diào)節(jié)器和母線，其中，所述太陽能陣SA通過所述峰值跟蹤系統(tǒng)與所述母線連接，所述蓄電池分別通過所述蓄電池充電調(diào)節(jié)器、蓄電池放電調(diào)節(jié)器與所述母線連接，所述超級電容CS與所述母線連接。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述超級電容CS、母線之間連接有雙向DC/DC變換器。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述雙向DC/DC變換器、母線之間連接有PID調(diào)節(jié)器。

本發(fā)明還提供了一種適應(yīng)脈沖負(fù)載的多端口變換器電路的控制方法，基于上述中任一項(xiàng)所述的應(yīng)脈沖負(fù)載的多端口變換器電路進(jìn)行以下控制：

直接通過所述超級電容CS兩端的電壓Vcs作為控制信號，對蓄電池充放電及母線進(jìn)行控制。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，以超級電容CS兩端電壓Vcs作為控制信號，進(jìn)行控制區(qū)域劃分，使蓄電池進(jìn)入BCM充電區(qū)域和BDM放電區(qū)域，從而進(jìn)行電池的充放電的管理。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述超級電容CS的電壓范圍接近母線電壓。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述超級電容CS的電壓范圍介于母線的穩(wěn)態(tài)電壓值的70％至95％之間。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述超級電容CS的電容值C_S為：

期望的脈沖電壓V_out，脈沖電流為I_p，持續(xù)時(shí)間為t_p，在脈沖形成時(shí)，儲能電容端電壓由V_cmax降為V_cmin，脈沖形成拓?fù)涞霓D(zhuǎn)換效率為τ。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，超級電容CS的電壓范圍是70-95V，母線穩(wěn)態(tài)電壓值為100V，通過超級電容CS兩端的電壓Vcs作為控制信號，讓整個(gè)系統(tǒng)工作在以下不同的區(qū)域內(nèi)：

a)SUN域:85-95V，當(dāng)超級電容CS兩端的電壓值Vcs在85-95V之間時(shí)，系統(tǒng)(即衛(wèi)星供電系統(tǒng))工作在SUN域，此時(shí)，太陽能陣SA給母線供電，同時(shí)以恒定的最大電流向蓄電池充電；