一种卫星的DET电源系统技术方案

本申请实施例提供了一种卫星的DET电源系统，用于提高卫星初期DET电源系统的太阳电池阵的输出功率。电源系统包括太阳电池阵、电源控制与配电单元以及蓄电池组，电源控制与配电单元包括有S3R分流调节器、MEA以及基准电压模块；太阳电池阵用于将获取到的太阳能转化为电能；S3R分流调节器用于根据差分信号进行分流分流控制；MEA用于根据基准电压以及S3R分流调节器控制得到的母线电压两者之间的差值进行放大以及积分，得到差分信号并向S3R分流控制器输出；基准电压模块用于生成基准电压；蓄电池组连接母线，用于根据分流控制进行充、放电；基准电压模块具体用于生成不同的目标基准电压，S3R分流控制器具体用于根据目标差分信号控制得到不同的目标母线电压。

A satellite det power system

【技术实现步骤摘要】
一种卫星的DET电源系统
本申请涉及卫星领域，尤其涉及一种卫星的DET电源系统。
技术介绍
小卫星通常具有集成度高的特点，对应的，在小卫星中，其电源系统也具有集成度高的特点。小卫星现有的电源系统，可采用能量传输(DirectEnergyTransfer，DET)技术的电源系统，简称DET电源系统，DET电源系统具有传输效率高的特点。现有的DET电源系统中，由于功率点无法调节的特点，为保证小卫星寿命末期电源系统的输出功率，通常将计算出的太阳电池阵末期的最大功率点的电压固定设置，在保证末期太阳电池阵可输出最大输出功率、太阳能利用率最高的同时，也导致了初期太阳电池阵的输出功率以及太阳能利用率较低。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种卫星的DET电源系统，用于提高卫星初期DET电源系统的太阳电池阵的输出功率。本申请实施例提供了一种卫星的DET电源系统，DET电源系统包括太阳电池阵、电源控制与配电单元以及蓄电池组，电源控制与配电单元包括有S3R分流调节器、主误差放大器(MainErrorAmplifier，MEA)以及基准电压模块；太阳电池阵用于将获取到的太阳能转化为电能；S3R分流调节器用于根据差分信号进行三域控制；MEA用于根据基准电压以及S3R分流调节器控制得到的母线电压两者之间的差值进行放大以及积分，得到差分信号并向S3R分流控制器输出，母线电压用于为负载模块提供电源；基准电压模块用于生成基准电压；蓄电池组连接用于传输母线电压的母线，用于根据分流控制进行充、放电；在工作过程中，基准电压模块具体用于生成不同的目标基准电压，MEA具体用于根据目标基准电压生成目标差分信号，S3R分流控制器具体用于根据目标差分信号输出不同的目标母线电压。在本申请第一种示例性的实施例中，基准电压模块具体用于生成太阳电池阵最大功率点对应的目标基准电压，S3R控制器具体用于根据目标差分信号输出太阳电池阵最大功率点对应的目标母线电压。在本申请第二种示例性的实施例中，基准电压模块包括基准电压生成模块以及多路开关，基准电压生成模块包括连接电压源的不同的分压电阻线路，所述不同的分压电阻线路引出用于输出不同电压等级的电压输出接口，多路开关用于从多个电压输出接口中，选通目标基准电压对应的目标电压接口，并将目标基准电压输出至MEA。在本申请第三种示例性的实施例中，基准电压模块包括D/A转换器，D/A转换器用于从电压源通过D/A转换得到目标基准电压并输出至MEA。在本申请第四种示例性的实施例中，电源控制与配电单元在蓄电池组与母线之间，还包括有充电保护模块以及放电保护模块，充电保护模块用于防止蓄电池组过充电，放电保护模块用于防止蓄电池组过放电。结合本申请第四种示例性的实施例，在本申请第五种示例性的实施例中，充电保护模块包括终止电压设置模块、比较模块、脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)模块、驱动电路、功率开关管以及功率二极管；终止电压设置模块用于设置蓄电池组的终止电压大小；比较模块由滞回比较器构成，用于通过蓄电池组采样得到的电压与终止电压设置模块设置的终止电压进行比较后输出对应的电平；PWM模块用于将比较电路输出的电平转换为PWM信号；驱动电路用于将PWM信号放大为可驱动功率开关管通断的驱动信号；功率开关管用于根据驱动信号控制充电回路的通断，充电回路位于蓄电池组与母线之间；功率二极管用于防止蓄电池组电压低于低压阈值时通过充电回路继续放电，导致蓄电池发生过放电的情况。结合本申请第四种示例性的实施例，在本申请第六种示例性的实施例中，放电保护模块包括滞回比较器、硬件保护使能模块、软件控制模块、驱动电路以及功率开关管；滞回比较器的同相端为蓄电池组的过放保护电压值，反相端为蓄电池组的电压采样值；硬件保护使能模块用于控制硬件保护电路，当使能禁止时，通过继电器把滞回比较器的输出端与功率开关管的控制端断开；驱动电路用于将滞回比较器的输出端输出的信号放大为可驱动功率开关管通断的驱动信号；功率开关管用于根据驱动信号控制放电回路的通断，放电回路位于蓄电池组与母线之间；软件控制模块用于根据控制指令对功率开关管的通断进行控制；当蓄电池组正常工作时，反相端的电压将高于基准电压；当蓄电池组发生过放电故障时，由软件控制模块控制放电通路的关断，当软件控制模块控制失效且蓄电池组的电压采样值低至过放保护电压阈值时，硬件保护模块翻转滞回比较器的电平并输出低电平，以关断功率开关管，完成对蓄电池组的过放电保护。在本申请第七种示例性的实施例中，电源控制与配电单元在母线与负载模块之间，还包括有二次电能转换模块，二次电能转换模块用于将母线电压的电压等级转化为负载模块的工作电压的电压等级。结合本申请第七种示例性的实施例，在本申请第八种示例性的实施例中，二次电能转换模块包括DC/DC芯片，DC/DC芯片用于根据接收到的控制指令，从预设的多个电压等级中选择目标电压等级进行电压等级转化。结合本申请第七种示例性的实施例，在本申请第九种示例性的实施例中，二次电能转换模块包括DC/DC变换电路，DC/DC变换电路用于根据控制参数无级调节电压等级。从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：在卫星的DET电源系统的工作过程中，由于配置了本申请实施例中的基准电压模块，可向MEA提供不同的基准电压，如此MEA可生成不同的差分信号，在该情况下，S3R分流控制器即可在分流控制(或者说S3R三域控制)的过程中，根据不同的差分信号，控制得到不同的母线电压，对应的，太阳电池阵侧则可对应不同的母线电压，实现不同的输出功率，由此在DET电源系统中，实现了调节太阳电池阵的输出功率的效果，可在一定程度上克服现有的DET电源系统在卫星初期太阳电池阵输出功率较低的缺陷，且可随实际需求以及实际条件，提高卫星初期太阳电池阵的输出功率。附图说明图1为现有卫星的DET电源系统的一种电路结构示意图；图2为本申请实施例卫星的DET电源系统的一种电路结构示意图；图3为本申请实施例充电保护模块的一种电路结构示意图；图4为本申请实施例放电保护模块的一种电路结构示意图；图5为本申请实施例蓄电池组在轨充电管理的一种流程示意图；图6为本申请实施例TPS54560芯片的一种电路结构示意图。具体实施方式本申请实施例提供了一种卫星的DET电源系统，用于提高卫星初期DET电源系统的太阳电池阵的输出功率。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在具体介绍本申请实施例提供的卫星的DET电源系统之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星的DET电源系统，其特征在于，所述DET电源系统包括太阳电池阵、电源控制与配电单元以及蓄电池组，所述电源控制与配电单元包括有S3R分流调节器、主误差放大器MEA以及基准电压模块；/n所述太阳电池阵用于将获取到的太阳能转化为电能；/n所述S3R分流调节器用于根据差分信号进行分流控制；/n所述MEA用于根据基准电压以及所述S3R分流调节器控制得到的母线电压两者之间的差值进行放大以及积分，得到所述差分信号并向所述S3R分流控制器输出，所述母线电压用于为负载模块提供电源；/n所述基准电压模块用于生成所述基准电压；/n所述蓄电池组连接用于传输所述母线电压的母线，用于根据所述分流控制进行充、放电；/n在工作过程中，所述基准电压模块具体用于生成不同的目标基准电压，所述MEA具体用于根据所述目标基准电压生成目标差分信号，所述S3R分流控制器具体用于根据所述目标差分信号控制得到不同的目标母线电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种卫星的DET电源系统，其特征在于，所述DET电源系统包括太阳电池阵、电源控制与配电单元以及蓄电池组，所述电源控制与配电单元包括有S3R分流调节器、主误差放大器MEA以及基准电压模块；
所述太阳电池阵用于将获取到的太阳能转化为电能；
所述S3R分流调节器用于根据差分信号进行分流控制；
所述MEA用于根据基准电压以及所述S3R分流调节器控制得到的母线电压两者之间的差值进行放大以及积分，得到所述差分信号并向所述S3R分流控制器输出，所述母线电压用于为负载模块提供电源；
所述基准电压模块用于生成所述基准电压；
所述蓄电池组连接用于传输所述母线电压的母线，用于根据所述分流控制进行充、放电；
在工作过程中，所述基准电压模块具体用于生成不同的目标基准电压，所述MEA具体用于根据所述目标基准电压生成目标差分信号，所述S3R分流控制器具体用于根据所述目标差分信号控制得到不同的目标母线电压。


2.根据权利要求1所述的DET电源系统，其特征在于，所述基准电压模块具体用于生成所述太阳电池阵最大功率点对应的目标基准电压，所述S3R控制器具体用于根据所述目标差分信号输出所述太阳电池阵最大功率点对应的目标母线电压。


3.根据权利要求1所述的DET电源系统，其特征在于，所述基准电压模块包括基准电压生成模块以及多路开关，所述基准电压生成模块包括连接电压源的不同的分压电阻线路，所述不同的分压电阻线路引出用于输出不同电压等级的电压输出接口，所述多路开关用于从多个所述电压输出接口中，选通所述目标基准电压对应的目标电压接口，并将所述目标基准电压输出至所述MEA。


4.根据权利要求1所述的DET电源系统，其特征在于，所述基准电压模块包括D/A转换器，所述D/A转换器用于从电压源通过D/A转换得到所述目标基准电压并输出至所述MEA。


5.根据权利要求1所述的DET电源系统，其特征在于，所述电源控制与配电单元在所述蓄电池组与所述母线之间，还包括有充电保护模块以及放电保护模块，所述充电保护模块用于防止所述蓄电池组过充电，所述放电保护模块用于防止所述蓄电池组过放电。


6.根据权利要求5所述的DET电源系统，其特征在于，所述充电保护模块包括终止电压设置模块、比较模块、PWM模块、驱动电路、功率开关管以及功率二极管；
所述终止电压设置模块用于设置所述蓄电池组的终止电压大小；
所述比较...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕海全，王星又，高佳隽，
申请(专利权)人：航天行云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42