双母线太阳电池阵输出功率控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双母线太阳电池阵输出功率控制系统，包括：太阳电池阵、S4R充电分流电路主回路、S4R控制电路、S3R充电分流电路主回路、S3R控制电路；S3R控制电路根据不调节母线的用电需求输出第一控制信号；S3R充电分流电路主回路根据第一控制信号优先为不调节母线供电；若太阳电池阵仍有富余的功率，则进行对地分流；S4R控制电路根据全调节母线和不调节母线的用电需求输出第二控制信号；S4R充电分流电路主回路根据第二控制信号优先为全调节母线供电，在满足全调节母线供电需求的前提下，为不调节母线供电同时为蓄电池组供电，若太阳电池阵仍有富余的功率，则进行对地分流。本发明专利技术节省了整器资源，提升了电源分系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
双母线太阳电池阵输出功率控制系统
本专利技术涉及太阳电池供电电源分系统控制
，特别涉及一种双母线太阳电池阵输出功率控制系统。
技术介绍
电源分系统作为航天器能源调节的关键分系统，为整个航天器在轨飞行阶段提供持续稳定的能源供给。电源分系统通过分流电路、充电分流电路、母线滤波等功能电路对太阳电池阵的输出功率进行合理的调节和控制，在不同载荷工作情况下维持母线的稳定输出，完成各用电负载的供电和蓄电池充电。传统航天器电源分系统的太阳电池阵输出功率调节控制设备一般为S3R充电分流调节方式或S4R充电分流调节方式，且普遍为全调节母线或不调节母线的单母线设计方式。而实际针对航天器不同的用电负载特点，其需求往往各不相同。如测控、数管、工程参数测量等分系统的用电负载一般需要恒定电压的全调节母线供电，而热控、推进、地质采样等分系统则对于供电母线的电压恒定性无严格需求，如此一来，若统一按照全调节母线设计，则会造成整器重量、信息接口等资源的浪费，在深空探测等对于重量和信息接口资源要求苛刻的航天器应用领域中，甚至无法满足任务需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于一种双母线太阳电池阵输出功率控制系统，以克服现有技术的不足，解决现有太阳电池阵输出功率控制系统接口冗余、占用资源相对较多，对于深空探测领域适用性不强的问题。为了解决以上问题，本专利技术通过以下技术方案实现：一种双母线太阳电池阵输出功率控制系统，应用于电源分系统中，包括：太阳电池阵、S4R充电分流电路主回路、S4R控制电路、S3R充电分流电路主回路、S3R控制电路；所述太阳电池阵和所述S3R充电分流电路主回路并联在不调节母线两端，所述S3R充电分流电路主回路的第一端与所述太阳电池阵连接，其第二端与所述S3R控制电路的第一端连接，所述S3R控制电路的第二端与所述不调节母线连接；所述S3R控制电路根据所述不调节母线的用电需求对所述S3R充电分流电路主回路输出第一控制信号；所述S3R充电分流电路主回路根据所述第一控制信号为所述不调节母线供电和为蓄电池组充电；在满足不调节母线用电需求的前提下，若所述太阳电池阵仍有富余的功率，则进行对地分流；所述S4R充电分流电路主回路和所述太阳电池阵并联在全调节母线和所述不调节母线两端；所述S4R充电分流电路主回路的第一端与所述太阳电池阵连接，其第二端与所述S4R控制电路的第一端连接；所述S4R控制电路的第二端分别与所述全调节母线和所述不调节母线连接；所述S4R控制电路根据所述全调节母线和所述不调节母线的用电需求对S4R充电分流电路主回路输出第二控制信号；所述S4R充电分流电路主回路根据所述第二控制信号优先为所述全调节母线供电，在满足所述全调节母线供电需求的前提下，为所述不调节母线供电同时为所述蓄电池组供电，若所述太阳电池阵仍有富余的功率，则进行对地分流。可选地，所述S3R充电分流电路主回路包括：S3R对地分流通路和第一不调节母线充电通路；所述S3R对地分流通路和所述第一不调节母线充电通路共用同一6级S3R分流支路，每级S3R分流支路的分流能力不小于5A，所述6级S3R分流支路将所述太阳电池阵输出功率全部分流。可选地，所述6级S3R分流支路中的每级S3R分流支路包括一第一隔离二极管和第一MOS管，所述第一隔离二极管连接在所述第一不调节母线充电通路上；所述第一MOS管的漏极与所述第一隔离二极管的负极连接；所述第一MOS管的源极与所述S3R对地分流通路连接，所述第一MOS管的栅极与所述S3R控制电路连接，用于接收所述第一控制信号。可选地，所述的S3R控制电路包括：第一蓄电池组电压取样电路、第一蓄电池组误差放大器和第一逻辑控制电路，所述第一逻辑控制电路包括第一充电调节控制电路和第一分流调节控制电路；所述第一蓄电池组电压采样电路用于对所述蓄电池组进行电压采样，将其采样结果输出给所述第一蓄电池组误差放大器进行信号误差放大，放大后的信号和所述第一充电调节控制电路中的三角波进行比较，产生第一PWM波，使得所述第一MOS管断开和所述第一隔离二极管连通，以控制向所述不调节母线供电；所述放大后的信号和所述第一分流调节控制电路中的三角波进行比较，产生第二PWM波，使得所述第一MOS管导通和所述第一隔离二极管截止，以控制所述S3R对地分流通路进行对地分流。可选地，所述S4R充电分流电路主回路包括：S4R对地分流通路、全调节母线充电通路和第二不调节母线充电通路；所述S4R对地分流通路、所述全调节母线充电通路和所述第二不调节母线充电通路共用同一4级S4R分流支路，每级S4R分流支路的分流能力不小于5A，所述4级S4R分流支路将所述太阳电池阵输出功率全部分流。可选地，所述4级S4R分流支路中每级S4R分流支路包括：第二隔离二极管、第三隔离二极管、第二MOS管和第三MOS管；所述第二隔离二极管连接在所述全调节母线充电通路上，所述第三隔离二极管连接在所述第二不调节母线充电通路上；所述第二MOS管的源极与所述第三隔离二极管的正极连接，所述第二MOS管的漏极与所述不调节母线连接；所述第二MOS管的栅极与所述S4R控制电路连接，用于接收所述第二控制信号；所述第三MOS管的源极与所述S4R对地分流通路连接，所述第三MOS管的漏极分别与所述第二隔离二极管和所述第三隔离二极管的负极连接；所述第三MOS管的栅极与所述S4R控制电路连接，用于接收所述第二控制信号。可选地，所述S4R控制电路包括：母线电压取样电路、第二蓄电池组电压取样电路、主误差放大器、第二蓄电池组误差放大器和第二逻辑控制电路；所述第二逻辑控制电路包括第二充电调节控制电路和第二分流调节控制电路；所述母线电压采样电路分别对所述全调节母线和不调节母线进行电压采样，将采样结果输出给所述主误差放大器进行信号误差放大，放大后的信号和所述第二充电调节控制电路中的三角波进行比较，产生第三PWM波，所述第三PWM波控制所述第三MOS管截止，所述第二隔离二极管优先导通，使得所述全调节母线充电通路优先导通为所述全调节母线供电；所述第二MOS管导通，所述第三隔离二极管导通，使得所述第二不调节母线充电通路导通为所述不调节母线和所述蓄电池组供电；所述放大后的信号和所述第二分流调节控制电路中的三角波进行比较，产生第四PWM波，所述第四PWM波控制所述第三MOS管的导通，使得所述S4R对地分流通路导通对地分流。可选地，所述4级S4R分流支路包括第1路S4R分流支路、第2路S4R分流支路、第3路S4R分流支路和第4路S4R分流支路；所述6级S3R分流支路包括第1路S3R分流支路、第2路S3R分流支路、第3路S3R分流支路、第4路S3R分流支路、第5路S3R分流支路和第6路S3R分流支路；根据所述全调节母线用电需求，所述太阳电池阵的功率逐级输出顺序依次为：第1路S4R分流支路、第2路S4R分流支路、第3路S4R分流支路、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双母线太阳电池阵输出功率控制系统，应用于电源分系统中，其特征在于，包括：/n太阳电池阵、S4R充电分流电路主回路、S4R控制电路、S3R充电分流电路主回路、S3R控制电路；/n所述太阳电池阵和所述S3R充电分流电路主回路并联在不调节母线两端，所述S3R充电分流电路主回路的第一端与所述太阳电池阵连接，其第二端与所述S3R控制电路的第一端连接，所述S3R控制电路的第二端与所述不调节母线连接；/n所述S3R控制电路根据所述不调节母线的用电需求对所述S3R充电分流电路主回路输出第一控制信号；/n所述S3R充电分流电路主回路根据所述第一控制信号为所述不调节母线供电和为蓄电池组充电；在满足不调节母线用电需求的前提下，若所述太阳电池阵仍有富余的功率，则进行对地分流；/n所述S4R充电分流电路主回路和所述太阳电池阵并联在全调节母线和所述不调节母线两端；/n所述S4R充电分流电路主回路的第一端与所述太阳电池阵连接，其第二端与所述S4R控制电路的第一端连接；所述S4R控制电路的第二端分别与所述全调节母线和所述不调节母线连接；/n所述S4R控制电路根据所述全调节母线和所述不调节母线的用电需求对S4R充电分流电路主回路输出第二控制信号；/n所述S4R充电分流电路主回路根据所述第二控制信号优先为所述全调节母线供电，在满足所述全调节母线供电需求的前提下，为所述不调节母线供电同时为所述蓄电池组供电，若所述太阳电池阵仍有富余的功率，则进行对地分流。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双母线太阳电池阵输出功率控制系统，应用于电源分系统中，其特征在于，包括：
太阳电池阵、S4R充电分流电路主回路、S4R控制电路、S3R充电分流电路主回路、S3R控制电路；
所述太阳电池阵和所述S3R充电分流电路主回路并联在不调节母线两端，所述S3R充电分流电路主回路的第一端与所述太阳电池阵连接，其第二端与所述S3R控制电路的第一端连接，所述S3R控制电路的第二端与所述不调节母线连接；
所述S3R控制电路根据所述不调节母线的用电需求对所述S3R充电分流电路主回路输出第一控制信号；
所述S3R充电分流电路主回路根据所述第一控制信号为所述不调节母线供电和为蓄电池组充电；在满足不调节母线用电需求的前提下，若所述太阳电池阵仍有富余的功率，则进行对地分流；
所述S4R充电分流电路主回路和所述太阳电池阵并联在全调节母线和所述不调节母线两端；
所述S4R充电分流电路主回路的第一端与所述太阳电池阵连接，其第二端与所述S4R控制电路的第一端连接；所述S4R控制电路的第二端分别与所述全调节母线和所述不调节母线连接；
所述S4R控制电路根据所述全调节母线和所述不调节母线的用电需求对S4R充电分流电路主回路输出第二控制信号；
所述S4R充电分流电路主回路根据所述第二控制信号优先为所述全调节母线供电，在满足所述全调节母线供电需求的前提下，为所述不调节母线供电同时为所述蓄电池组供电，若所述太阳电池阵仍有富余的功率，则进行对地分流。


2.如权利要求1所述的双母线太阳电池阵输出功率控制系统，其特征在于，
所述S3R充电分流电路主回路包括：
S3R对地分流通路和第一不调节母线充电通路；
所述S3R对地分流通路和所述第一不调节母线充电通路共用同一6级S3R分流支路，每级S3R分流支路的分流能力不小于5A，所述6级S3R分流支路将所述太阳电池阵输出功率全部分流。


3.如权利要求2所述的双母线太阳电池阵输出功率控制系统，其特征在于，
所述6级S3R分流支路中的每级S3R分流支路包括一第一隔离二极管和第一MOS管，所述第一隔离二极管连接在所述第一不调节母线充电通路上；所述第一MOS管的漏极与所述第一隔离二极管的负极连接；所述第一MOS管的源极与所述S3R对地分流通路连接，所述第一MOS管的栅极与所述S3R控制电路连接，用于接收所述第一控制信号。


4.如权利要求3所述的双母线太阳电池阵输出功率控制系统，其特征在于，
所述的S3R控制电路包括：第一蓄电池组电压取样电路、第一蓄电池组误差放大器和第一逻辑控制电路，所述第一逻辑控制电路包括第一充电调节控制电路和第一分流调节控制电路；
所述第一蓄电池组电压采样电路用于对所述蓄电池组进行电压采样，将其采样结果输出给所述第一蓄电池组误差放大器进行信号误差放大，放大后的信号和所述第一充电调节控制电路中的三角波进行比较，产生第一PWM波，使得所述第一MOS管断开和所述第一隔离二极管连通，以控制向所述不调节母线供电；
所述放大后的信号和所述第一分流调节控制电路中的三角波进行比较，产生第二PWM波，使得所述第一MOS管导通和所述第一隔离二极管截止，以控制所述S3R对地分流通路进行对地分流。


5.如权利要求4所述的双母线太阳电池阵输出功率控制系统，其特征在于，
所述S4R充电分流电路主回路包括：S4R对地分流通路、全调节母线充电通路和第二不调节母线充电通路；
所述S4R对地分流通路、所述全调节母线充电通路和所述第二不调节母线充电通路共用同一4级S4R分流支路，每级S4R分流支路的分流能力不小于5A，所述4级S4R分流支路将所述太阳电池阵输出功率全部分流。


6.如权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晓东，夏宁，杜青，郑磊，张俊亭，宋楠，王玉宝，
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