[發明專利]具備故障重構功能的衛星電源系統

有效

• 申請號: 202110003964.1
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112803572B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 葉澤雨;尹靖元;韋統振;師長立;韓立博;彭祥華
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J7/00;H02J9/06
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙) 11482
• 代理人: 宋寶庫;屠曉旭

1.一種具備故障重構功能的衛星電源系統，其特征在于，該系統包括以下模塊：

N個太陽陣，用于將獲取的光能轉換為電能；

與所述N個太陽陣一一對應的N個太陽能控制器，當太陽陣輸出功率大于設定閾值時，所述太陽能控制器工作在升壓模式，為負載供電以及為鋰電池開關矩陣中的鋰電池充電，當太陽陣輸出功率不大于設定閾值時，所述太陽能控制器工作在MPPT模式，并與鋰電池開關矩陣中的鋰電池一起為負載供電，當太陽陣輸出功率為0時，所述太陽能控制器停止工作，由鋰電池開關矩陣中的鋰電池為負載供電；

與電源系統負載一一對應的M個功率模塊，用于將母線電壓轉換為對應負載的額定供電電壓；

鋰電池開關矩陣包括X×Y個鋰電池構成的X行Y列的鋰電池矩陣、與X×Y個鋰電池一一對應串聯連接的X×Y個第六開關構成的第六開關組以及與X行鋰電池、第六開關組合電路并聯連接的X個第七開關構成的第七開關組，當太陽陣輸出功率大于設定閾值時，進行電能存儲，當太陽陣輸出功率不大于設定閾值或為0時，為負載供電；

第一開關組和第二開關組，包括N個第一開關和N個第二開關，分別用于各太陽能控制器的輸出正極與母線正極的連接以及各太陽能控制器的輸出負極與母線負極的連接；

第三開關組，包括M個第三開關，用于各功率模塊的輸出正極與負載正極的連接；

第四開關組，包括N-1個第四開關，第n個第四開關用于第n個太陽能控制器的輸出負極與第n+1個太陽能控制器的輸出正極的連接；其中，1≤n＜N-1；

第五開關組，包括M-1個第五開關，第m個第五開關用于第m個負載的輸入正極與第m+1個負載的輸入正極的連接；其中，1≤m＜M-1；

所述系統通過控制第一開關組、第二開關組和第四開關組中的開關的通斷實現所述N個太陽能控制器的連接方式和故障調整：

控制N個第一開關和N個第二開關均閉合，控制N-1個第四開關均斷開，則所述N個太陽能控制器并聯工作；

控制第n+1個第一開關和第n個第二開關斷開，其余的第一開關和第二開關閉合，控制第n個第四開關閉合，其余的第四開關斷開，則第n個太陽能控制器與第n+1個太陽能控制器串聯后與其他的太陽能控制器并聯工作；

若第n個太陽能控制器故障，則控制第n個第一開關和第n個第二開關斷開，其余的第一開關和第二開關閉合，控制N-1個第四開關均斷開，故障的第n個太陽能控制器之外的其余太陽能控制器并聯工作；

所述系統通過控制第三開關組和第五開關組中的開關的通斷實現所述M個功率模塊和負載的連接方式和故障調整：

控制M個第三開關均閉合，控制M-1個第五開關均斷開，則所述M個功率模塊分別為對應的M個負載供電；

控制第m個第三開關斷開，其余的第三開關閉合，控制第m個第五開關閉合，其余的第五開關斷開，則第m+1個功率模塊為第m個負載與第m+1個負載供電，第m個功率模塊停止工作，其余的功率模塊分別為對應的負載供電；

若第m個功率模塊或負載故障，則控制第m個第三開關斷開，其余的第三開關閉合，控制M-1個第五開關閉合，故障的第m個功率模塊或負載之外的其余功率模塊分別為對應的負載供電；

所述系統通過第六開關組和第七開關組中的開關的通斷實現所述X×Y個鋰電池的故障調整：

當需要第x行第y列的鋰電池工作時，控制其對應的第六開關閉合，其余的第六開關斷開，控制第x行的第七開關斷開，其余第七開關閉合；其中，1≤x≤X，1≤y≤Y。

2.根據權利要求1所述的具備故障重構功能的衛星電源系統，其特征在于，所述開關為固態開關。