[發明專利]一種高速高效率太陽電池陣模擬器在審

申請號：	202111544610.4	申請日：	2021-12-16
公開（公告）號：	CN114337538A	公開（公告）日：	2022-04-12
發明（設計）人：	王超;鄒智淵;王陶;李巍;杜振宇;孫驥龍;童瞳;邢浩江	申請（專利權）人：	深圳市航天新源科技有限公司
主分類號：	H02S50/10	分類號：	H02S50/10
代理公司：	深圳市添源創鑫知識產權代理有限公司 44855	代理人：	陳華興
地址：	518000 廣東省***	國省代碼：	廣東;44
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種高速高效率太陽電池模擬器
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【說明書】：

本發明提供了一種高速高效率太陽電池陣模擬器，在現有技術的基礎上增加穩態跟蹤電壓源、開關S1、第二電壓采樣電路、比較器、預開通控制邏輯以及二極管D1。穩態跟蹤電壓源通過S1、二極管D1與負載輸出端相連，第二電壓采樣電路對S2開關兩端進行采樣后的電壓輸入比較器電路進行比較后與預開通控制邏輯電路相連，預開通控制邏輯電路的輸出控制S1的通斷。當動態跟蹤電壓源上升斜率小于負載電壓U_o上升斜率，導致母線電壓U_bus與U_o之差開始變小，當二者之差小于一閾值時，預開通控制邏輯將S1閉合，并持續ΔT時間后斷開S1。通過以上發明，既能保證太陽陣模擬器較高的轉換效率，降低熱耗，又能保證其動態響應能力，確保輸出高電壓上升斜率條件下正常輸出。

技術領域

本發明涉及衛星電源控制器地面測試技術領域，尤其涉及一種太陽電池陣模擬器。

背景技術

太陽電池陣模擬器，用來模擬太陽電池陣列的真實特性，為衛星電源分系統供電，是航天領域衛星地面測試階段必不可少的地面測試設備。太陽電池陣模擬器的基本原理如圖1所示，DC1為直流電壓源，輸出電壓為U_bus，S2工作在線性區，由線性電流源驅動單元對I_o進行閉環，從而構成高速線性電流源。UI查找表單元對輸出電壓U_o進行采樣，根據已知的UI曲線查表給出參考基準從而控制I_o大小，實現太陽電池陣UI特性的模擬。

圖1中，由于U_bus為恒定值，U_o較小時，即模擬器工作點接近太陽電池陣短路電流工作點時，S₂兩端承受較大的電壓，從而產生過大的熱耗，給設備散熱帶來極大難度，且造成實驗環境惡劣。

有研究者提出了圖2所示的方案，采用動態跟蹤電壓源替代直流電壓源，具體采用了多電平切換電路，試圖實現U_bus動態跟蹤U_o電壓，使得U_bus電壓恒略高于U_o電壓，從而減小S₂兩端承受電壓，降低熱耗。

但實際應用過程中，特別是在用于衛星電源控制器測試時，由于衛星電源控制器采用分流調節架構。R_L接口實際處于“短路-供電”連續調節過程，U_o變化幅度大、斜率高。而多電平切換電路需要經過反復多次“采樣-比較-調整”過程才能到達電源控制器所需要供電態電壓，無法真實模擬太陽電池陣特性。圖3所示為U_bus跟隨U_o的變化過程，t1時刻前，動態跟蹤電壓源能夠滿足動態響應需求，U_bus比U _o恒高出ΔV1，t1時刻之后，進入高速切換過程，U_bus電壓上升斜率滿足不了U_o電壓上升斜率需求從而無法維持U_bus與U_o之間的壓差ΔV1，當U_bus與U_o之間的壓差接近于0時，太陽陣模擬器無輸出電流，從而無法正常模擬UI特性曲線。