一种卫星用电源系统MPPT控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种卫星用电源系统的MPPT控制装置及方法，所述装置包括：太阳电池阵的输出端与功率变换器的输入端连接；功率变换器的输出端分别与蓄电池和负载连接；MPPT控制电路的输入端与太阳阵的输出端连接；MPPT控制电路的输出端与功率变换器连接；MPPT控制电路实时采集太阳电池阵的工作电压和工作电流；MPPT控制电路用于根据采集到的太阳电池阵的工作电压和工作电流选择对应的MPPT控制电路的电压调节系数和电流调节系数，并输出功率变换器的输入电压和输入电流，由此将功率变换器接收到的太阳电池阵的光电流和光电压以最大转换功率转换成电流和电压供给负载和/或蓄电池组。本发明专利技术实现了太阳电池阵全范围内峰值功率精确跟踪的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星用电源系统MPPT控制装置及方法
本专利技术涉及空间电源
，特别涉及一种卫星用电源系统MPPT控制装置及方法。
技术介绍
作为卫星电源控制器的核心组成部分，卫星电源系统主要任务是卫星在太空飞行期间为整星提供高品质、高效率的连续电源，满足卫星工作运行的功率需求。电源分系统是卫星平台的重要组成部分，其发展水平对提高卫星性能、延长卫星工作寿命起着关键作用。随着航天器功能与性能的优化及负载容量的扩大化，对航天器电源系统的配置提出了更高的要求。大型载荷的卫星电源系统具有超大规模、超高功率、多能源综合等特点，不仅需要实现大功率输出，而且为了提高系统稳定性和能源效率，对功率变换器的拓扑结构及其控制策略提出了更高的要求。由于卫星在太空中飞行过程中受环境温度及光照强度的影响，太阳电池阵最大功率点工作电压和工作电流会发生较大的变化，故为了提升对能源的利用效率，实现对太阳电池帆板输出功率的最大输出成为至关重要的手段。峰值功率跟踪(MPPT)方式是在太阳电池阵与蓄电池组或负载之间引入一个开关调节器，用来调节太阳电池阵的输出功率，是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星用电源系统MPPT控制装置，其特征在于，包括：/n太阳电池阵，MPPT控制电路、功率变换器、蓄电池组和负载；/n所述太阳电池阵的输出端与所述功率变换器的输入端连接；所述功率变换器的输出端分别与所述蓄电池和所述负载连接；/n所述MPPT控制电路的输入端与所述太阳阵的输出端连接；所述MPPT控制电路的输出端与所述功率变换器连接；/n所述MPPT控制电路实时采集所述太阳电池阵的工作电压和工作电流；/n所述MPPT控制电路用于根据采集到的所述太阳电池阵的工作电压和工作电流选择对应的MPPT控制电路的电压调节系数和电流调节系数，并输出所述功率变换器的输入电压和输入电流，由此将所述功率变换器接...

【技术特征摘要】
1.一种卫星用电源系统MPPT控制装置，其特征在于，包括：
太阳电池阵，MPPT控制电路、功率变换器、蓄电池组和负载；
所述太阳电池阵的输出端与所述功率变换器的输入端连接；所述功率变换器的输出端分别与所述蓄电池和所述负载连接；
所述MPPT控制电路的输入端与所述太阳阵的输出端连接；所述MPPT控制电路的输出端与所述功率变换器连接；
所述MPPT控制电路实时采集所述太阳电池阵的工作电压和工作电流；
所述MPPT控制电路用于根据采集到的所述太阳电池阵的工作电压和工作电流选择对应的MPPT控制电路的电压调节系数和电流调节系数，并输出所述功率变换器的输入电压和输入电流，由此将所述功率变换器接收到的所述太阳电池阵的光电流和光电压以最大转换功率转换成电流和电压供给所述负载和/或所述蓄电池组。


2.如权利要求1所述的卫星用电源系统MPPT控制装置，其特征在于，所述MPPT控制电路包括：输入电压采样电路，其用于实时采集所述太阳电池阵的工作电压Vsa；
第一运算放大器EA1和第二运算放大器EA2，所述输入电压采样电路分别与所述第一运算放大器EA1和第二运算放大器EA2的正输入端连接，以输入采集到的所述太阳电池阵的工作电压Vsa；
第一分压电路和第二分压电路，所述第一分压电路包括：相互并联的第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，所述第一分压电阻R1的一端与所述第一运算放大器EA1的输出端连接，其另一端与所述第二分压电阻R2的一端连接，所述第二分压电阻R2的另一端接地；
所述第二分压电路包括：相互并联的第三分压电阻R3和第四分压电阻R4，所述第三分压电阻R3的一端与所述第二运算放大器EA2的输出端连接，其另一端与所述第四分压电阻R4的一端连接，所述第四分压电阻R4的另一端接地；
第一通道选择器T1，所述第一分压电阻R1与所述第二分压电阻R2的连接点与所述第一通道选择器T1连接；
所述第三分压电阻R3与所述第四分压电阻R4的连接点与所述第一通道选择器T1连接；
第一模拟开关芯片M1、第一电容C1、第一比较器comp1和第三比较器comp3；所述第三比较器comp3的输出端与所述第一通道选择器T1连接；所述第三比较器comp3的正输入端输入所述太阳电池阵的参考工作电压Vref1，其负输入端实时输入所述太阳电池阵的工作电压Vsa；
所述第一模拟开关芯片M1分别与所述第一通道选择器T1、所述第一电容C1的一端以及所述第一比较器comp1的正输入端连接，所述第一电容C1的另一端接地；所述第一比较器comp1的负输入端实时输入所述太阳电池阵的工作电压Vsa；所述第一通道选择器T1根据所述第三比较器comp3输出的高/低平信号，使得所述第一模拟开关芯片M1与所述第一分压电路连通或与所述第二分压电路连通；
所述第一模拟开关芯片M1根据接收到的Q信号是否为低电平来执行开通或关断动作；
第一与非门电路Y1和RS触发器；
所述第一比较器comp1的输出端与所述第一与非门电路Y1的一个输入端连接，以向其输入信号B1，其另一个输入端接入信号B0；所述第一与非门电路Y1的输出端与所述RS触发器的一个输入端连接；
输入电流采样电路，其用于实时采集所述太阳电池阵的工作电流Isa；第三运算放大器EA3和第四运算放大器EA4；所述输入电流采样电路分别与所述第三运算放大器EA3和所述第四运算放大器EA4的正输入端连接，以输入采集到的所述太阳电池阵的工作电流Isa；
第三分压电路和第四分压电路，所述第三分压电路包括：相互并联的第五分压电阻R5和第六分压电阻R6，所述第五分压电阻R5的一端与所述第三运算放大器EA3的输出端连接，其另一端与所述第六分压电阻R6的一端连接，所述第六分压电阻R6的另一端接地；
所述第四分压电路包括：相互并联的第七分压电阻R7和第八分压电阻R8，所述第七分压电阻R7的一端与所述第四运算放大器EA4的输出端连接，其另一端与所述第八分压电阻R8的一端连接，所述第八分压电阻R8的另一端接地；
第二通道选择器T2，所述第五分压电阻R5与所述第六分压电阻R6的连接点与所述第二通道选择器T2连接；
所述第七分压电阻R7与所述第八分压电阻R8的连接点与所述第二通道选择器T2连接；
第二模拟开关芯片M2、第二电容C2、第二比较器comp2和第四比较器comp4；所述第四比较器comp4的输出端与所述第二通道选择器T2连接；所述第四比较器comp4的正输入端输入所述太阳电池阵的参考工作电流Iref1，其负输入端实时输入所述太阳电池阵的工作电流Isa；
所述第二模拟开关芯片M2分别与所述第二通道选择器T2、所述第二电容C1的一端以及所述第二比较器comp2的正输入端连接，所述第二电容C1的另一端接地；所述第二比较器comp2的负输入端实时输入所述太阳电池阵的工作电流Isa；所述第二通道选择器T2根据所述第四比较器comp4输出的高/低平信号，使得所述第二模拟开关芯片M1与所述第三分压电路连通或与所述第四分压电路连通；
所述第二模拟开关芯片M2根据接收到的信号是否为高电平来执行开通或关断动作；
第二与非门电路Y2；
所述第二比较器comp2的输出端与所述第二与非门电路Y2的一个输入端连接，以向其输入信号S1，其另一个输入端接入信号S0；所述第二与非门电路的输出端与所述RS触发器的另一个输入端连接；
RC充电电路，所述RS触发器的输出端与所述RC充电电路连接，为其提供所述信号；
所述RS触发器的Q输出端与所述第二模拟开关芯片M2连接，为其提供所述Q信号；
第五运算放大器EA5和第六运算放大器EA6；
所述RC充电电路与所述第五运算放大器EA5的正输入端连接；
所述第五运算放大器EA5的负输入端与所述第五运算放大器EA5的输出端短接；
所述第五运算放大器EA5的输出端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢伟，靳洋，蓝建宇，何小斌，夏晨泰，林志松，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31