一种四冗余双表决空间卫星电源系统技术方案

一种四冗余双表决空间卫星电源系统，包括：四个冗余电路，每一所述冗余电路包括：主误差放大器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、三极管和驱动器，其中，所述第一二极管的阴极连接所述主误差放大器和相邻的所述冗余电路中的第一二极管的阴极而阳极连接所述三极管的基极，所述第二二极管的阳极连接所述三极管的基极而阴极连接相邻的所述冗余电路中的主误差放大器，所述三极管的集电极连接所述驱动器而发射极连接所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接控制器。本申请提供的一种四冗余双表决空间卫星电源系统适用于高轨长寿命大功率卫星项目，具有控制简单可靠、便于功率单元扩展、多功率单元并联工作的优点。多功率单元并联工作的优点。多功率单元并联工作的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种四冗余双表决空间卫星电源系统


[0001]本技术属于空间卫星电源系统
，具体涉及一种四冗余双表决空间卫星电源系统。

技术介绍

[0002]误差放大器是指用来放大“误差”信号的放大器,与其他放大器的区别主要在被处理信号类型不同。在控制环路中,误差放大器将误差信号(输出与参考之差)放大,以提高控制系统的灵敏度,提高调节精度(降低调节误差)。
[0003]传统空间电源控制器采用的误差放大器采用三比二表决，不利于多个功率单元扩展使用。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本技术提供了一种四冗余双表决空间卫星电源系统，包括：四个冗余电路，每一所述冗余电路包括：主误差放大器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、三极管和驱动器，其中，所述第一二极管的阴极连接所述主误差放大器和相邻的所述冗余电路中的第一二极管的阴极而阳极连接所述三极管的基极，所述第二二极管的阳极连接所述三极管的基极而阴极连接相邻的所述冗余电路中的主误差放大器，所述三极管的集电极连接所述驱动器而发射极连接所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接控制器。
[0005]优选地，所述控制器为放电调节器。
[0006]优选地，所述控制器为充电调节器。
[0007]优选地，所述控制器为过顺序开关分流调节器。
[0008]优选地，所述第一二极管为温度补偿型稳压二极管。
[0009]优选地，所述第二二极管为温度补偿型稳压二极管。
[0010]优选地，所述第三二极管为温度补偿型稳压二极管。/>[0011]本申请提供的一种四冗余双表决空间卫星电源系统具有如下优点；
[0012](1)适用于高轨长寿命大功率卫星项目，具有控制简单可靠、便于功率单元扩展、多功率单元并联工作的优点；
[0013](2)采用四冗余双表决比例积分(PI)拓扑结构，电路形式简单可靠，能够满足卫星负载供电、蓄电池组的充放电和剩余能量的分流需求；
[0014](3)电路设计采用2/4表决方式，模块布局设计更为合理对称。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前
提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本技术提供的一种四冗余双表决空间卫星电源系统的示意图；
[0017]图2是本技术提供的一种四冗余双表决空间卫星电源系统的控制环路框图。
具体实施方式
[0018]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本技术的概念。
[0019]如图1，在本申请实施例中，本技术提供了一种四冗余双表决空间卫星电源系统，包括：四个冗余电路，每一所述冗余电路包括：主误差放大器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、三极管和驱动器，其中，所述第一二极管的阴极连接所述主误差放大器和相邻的所述冗余电路中的第一二极管的阴极而阳极连接所述三极管的基极，所述第二二极管的阳极连接所述三极管的基极而阴极连接相邻的所述冗余电路中的主误差放大器，所述三极管的集电极连接所述驱动器而发射极连接所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接控制器。
[0020]在本申请实施例中，卫星在轨的整个寿命期间，主误差放大器统一控制太阳电池阵的分流和蓄电池的充放电，保证母线电压稳定在一定范围内。主误差放大器位于TM/TC模块中，电路包括误差放大电路和信号表决电路。母线误差信号指的是母线电压和基准电压的差值，误差信号通过电路进行校正补偿后，作为分流、充电、放电的控制信号。主误差放大器增益与电源控制器的输出阻抗存在固定的对应的关系，PCU的控制环路框图如图2所示。
[0021]各个参数的含义如下：
[0022]K为母线电压采样系数；
[0023]Vref为基准电压；
[0024]A(s)为误差放大器增益；
[0025]G(s)为各工作域传递函数。
[0026]为了保证母线电压精度，主误差放大器校正补偿网络采用比例积分方式，基准电压选用温度补偿型稳压二极管。主误差放大器电路结构如图1所示，其输出信号
[0027]VMEA＝MAX{MIN{VMEA1,VMEA2},MIN{VMEA3,VMEA4}}。
[0028]主误差放大器(MEA)对空间电源系统的功率调控首先保证负载用电，若太阳电池阵功率不够，蓄电池组通过放电调节器(BDR)放电补充供电不足，当光照期功率满足负载仍有剩余则首先通过充电调节器(BCR)对蓄电池组充电，剩余功率通过顺序开关分流调节器(S3R)进行分流调节。
[0029]由于主误差放大器是电源控制器的核心控制电路，为了提高电路的可靠度，主误差放大器采用冗余表决电路的设计。每一路主误差放大器全部相互独立，本设计采用表决电路设计为2/4表决方式，16年的可靠度预计结果为0.999995。
[0030]在本申请实施例中，所述控制器为放电调节器。
[0031]在本申请实施例中，所述控制器为充电调节器。
[0032]在本申请实施例中，所述控制器为过顺序开关分流调节器。
[0033]在本申请实施例中，所述第一二极管为温度补偿型稳压二极管。
[0034]在本申请实施例中，所述第二二极管为温度补偿型稳压二极管。
[0035]在本申请实施例中，所述第三二极管为温度补偿型稳压二极管。
[0036]本申请提供的一种四冗余双表决空间卫星电源系统具有如下优点；
[0037](1)适用于高轨长寿命大功率卫星项目，具有控制简单可靠、便于功率单元扩展、多功率单元并联工作的优点；
[0038](2)采用四冗余双表决比例积分(PI)拓扑结构，电路形式简单可靠，能够满足卫星负载供电、蓄电池组的充放电和剩余能量的分流需求；
[0039](3)电路设计采用2/4表决方式，模块布局设计更为合理对称。
[0040]应当理解的是，本技术的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本技术的原理，而不构成对本技术的限制。因此，在不偏离本技术的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。此外，本技术所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四冗余双表决空间卫星电源系统，其特征在于，包括：四个冗余电路，每一所述冗余电路包括：主误差放大器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、三极管和驱动器，其中，所述第一二极管的阴极连接所述主误差放大器和相邻的所述冗余电路中的第一二极管的阴极而阳极连接所述三极管的基极，所述第二二极管的阳极连接所述三极管的基极而阴极连接相邻的所述冗余电路中的主误差放大器，所述三极管的集电极连接所述驱动器而发射极连接所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接控制器。2.根据权利要求1所述的四冗余双表决空间卫星电源系统，其特征在于，所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：史更新，张泰峰，张伟，马力君，李建平，鲁伟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：新型
国别省市：