一种常光照情况下解决S3R电源系统涓流充电的电路技术方案

一种常光照情况下解决S3R电源系统涓流充电的电路方法，在卫星的常光照期，打开使能开关，通过对蓄电池电压进行采集得到BEA信号，进而控制分域信号是否有效，滞回比较电路实质是滞回比较器，在充电过程中，当蓄电池电压低于设定值VB

【技术实现步骤摘要】
一种常光照情况下解决S3R电源系统涓流充电的电路


[0001]本专利技术涉及航天电源
，具体涉及一种常光照情况下解决S3R电源系统涓流充电的电路。

技术介绍

[0002]锂离子蓄电池组是电源分系统的重要组成单机之一，作为整星能源心脏，光照期接收太阳电池充电，阴影期对星上设备提供储能电源。传统的S3R电源系统对蓄电池的充电过程是恒流充电、恒压充电，一般蓄电池电量进入80％左右，即进入恒压充电，就是涓流充电模式，此时充电速度会逐渐变慢，直到将电池充满，但涓流充电过程不可控制，当卫星进入常光照轨道，此时能源充足，太阳电池阵光生伏特效应，将太阳能转化成电能，对蓄电池充电，当蓄电池进入饱和状态时，由于线缆和蓄电池组内阻压降的影响，涓流充电会一直存在，由于卫星处于常光照轨道，蓄电池涓流充电的时间过长，可能造成蓄电池爆炸隐患，因此需要解决常光照情况下S3R电源系统涓流充电，对于蓄电池的在轨安全具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种常光照情况下解决S3R电源系统涓流充电的电路，解决常光照情况下S3R电源系统涓流充电的问题，该电路结构由三极管、电阻、比较器、继电器等组成，电装工艺流程简单，器件选型均为常规元器件，易于工程实现。
[0004]本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种常光照情况下解决S3R电源系统涓流充电的电路，包括：基准电路、电池电压分压电路、滞回比较电路、MEA电路、运算放大器电路、S3R调节电路、功率稳定模块电路、使能开关控制电路以及分域信号锁定电路；其中：
[0006]基准电路，输出基准电压到滞回比较电路中；
[0007]电池电压分压电路，将电池电压信号输出至滞回比较电路中；
[0008]滞回比较电路，通过电池电压信号与基准信号进行比较，当电池电压信号低于设定的电池电压下限VB
th
‑
时，滞回比较电路形成的BEA信号输出低电平，分域信号锁定电路中的三极管Q1、Q2关闭，分域信号解锁为初始设定值，S3R调节电路给蓄电池组充电；当电池电压信号高于设定的电池电压上限VB
th+
时，滞回比较电路形成的BEA信号输出高电平，分域信号锁定电路中三极管Q1、Q2接通，分域信号锁定为低电平，S3R调节电路通过调节功率稳定模块电路停止对蓄电池组充电；
[0009]使能开关控制电路，通过外部指令方式控制导通与关断，实现BEA信号是否接入分域信号锁定电路中；
[0010]分域信号锁定电路，当使能开关控制电路接通后，BEA信号为高电平时，使得分域信号锁定为低电平；BEA信号为低电平时，使得分域信号锁定为初始设置值；分域信号送入运算放大器电路；
[0011]功率稳定模块电路，连接蓄电池组，实现对蓄电池组充电功能；
[0012]MEA电路，对功率稳定模块电路输出功率VBUS进行误差放大，并将输出的MEA信号送入运算放大器电路中；
[0013]运算放大器电路，对MEA信号与分域信号进行差分放大，输出端连接至S3R调节电路中；
[0014]S3R调节电路输出PWM控制信号，控制功率稳定模块电路的输出功率，完成蓄电池组充电功能。
[0015]进一步的，所述的基准电路Vref，为固定电压值，采用稳压管产生一标准电压信号。
[0016]进一步的，所述电池电压分压电路包括电阻R1、R2；
[0017]电阻R1一端连接蓄电池组电压采样信号VBAT，另一端与电阻R2串联，R2的另一端连接电池采样地线，R1、R2中间的连接点作为电池电压采样信号连接至滞回比较电路中。
[0018]进一步的，所述滞回比较电路包括比较器工作电源VCC、电阻R3、R4、R5、比较器；
[0019]电阻R3的两端分别跨接在比较器的同相端以及输出端；
[0020]电阻R4的一端连接比较器工作电源VCC，另一端连接比较器供电输入口；
[0021]电阻R5的一端连接比较器工作电源VCC，另一端连接比较器的信号输出口；
[0022]基准电路Vref的输出信号连接到比较器的反相端；
[0023]比较器的输出即为BEA信号。
[0024]进一步的，所述使能开关控制电路包括磁保持继电器K1。
[0025]进一步的，所述分域信号锁定电路包括分域电路、NPN型三极管Q1、Q2；
[0026]分域电路产生恒定基准电压，即分域信号，送入运算放大器电路的输入负端；三极管Q1的集电极连接分域电路，三极管Q1发射极连接三极管Q2的集电极，三极管Q1、Q2的基极相连，同时还连接在磁保持继电器K1的输出端，三级管Q2的集电极连接信号地线。
[0027]进一步的，当卫星进入常光照轨道，打开使能开关K1，滞回比较电路将蓄电池电压采样信号与基准信号Vref进行滞回比较，产生BEA信号，控制三极管Q1、Q2的状态；充电过程中，当蓄电池电压低于设定值VB
th
‑
时，滞回比较器形成的BEA信号为低电平，三级管Q1、Q2截止，此时分域信号有效，S3R调节电路控制功率稳定模块电路进行全功率输出，实现蓄电池组充电功能；
[0028]蓄电池电压持续升高至设定的充电电压上限VB
th+
时，滞回比较器形成的BEA信号为高电平，三极管Q1、Q2饱和导通，此时分域信号失效并锁定为低电平，S3R调节电路输出的PWM信号持续为高电平，控制功率稳定模块电路关闭功率输出，即关闭对蓄电池组的充电功能，有效避免在常光照情况下S3R电源系统涓流充电。
[0029]进一步的，调节电阻R1、R2和R3，从而调整常光照期蓄电池电压的滞回区间[VB
th
‑
,VB
th+
]，使其上限与下限均低于常规条件下的母线充电终压VBUS。
[0030]进一步的，BEA信号是否有效参与S3R调节电路，可由使能开关K1直接控制，卫星工作于常光照轨道，K1使能；卫星工作于光照
‑
地影轨道，K1禁止。
[0031]进一步的，使能开关K1使能时，BEA信号控制三极管Q1、Q2的状态；当BEA信号输出高电平时，三极管Q1、Q2饱和导通，分域电路中的固定电压信号失效并锁定为低电平，S3R调节电路输出的PWM信号持续为高电平，强制关闭功率稳定模块电路的输出；当BEA信号输出
低电平时，三极管Q1、Q2截止，分域电路中的固定电压信号有效，S3R调节电路控制功率稳定模块电路进行全功率输出，实现蓄电池组充电功能；
[0032]三极管Q1与Q2串联使用，Q2饱和导通后，Q1随之饱和导通，可有效避免单只三极管失效，提高了电路的可靠性。
[0033]本专利技术与现有技术相比带来的有益效果为：
[0034]本专利技术电路在蓄电池充电过程中，蓄电池电压低于28V时，Q1、Q2截止，分域电路中的固定电压信号有效，S3R调节电路控制功率稳定模块电路进行全功率输出，实现蓄电池组充电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种常光照情况下解决S3R电源系统涓流充电的电路，其特征在于包括：基准电路、电池电压分压电路、滞回比较电路、MEA电路、运算放大器电路、S3R调节电路、功率稳定模块电路、使能开关控制电路以及分域信号锁定电路；其中：基准电路，输出基准电压到滞回比较电路中；电池电压分压电路，将电池电压信号输出至滞回比较电路中；滞回比较电路，通过电池电压信号与基准信号进行比较，当电池电压信号低于设定的电池电压下限VB
th
‑
时，滞回比较电路形成的BEA信号输出低电平，分域信号锁定电路中的三极管Q1、Q2关闭，分域信号解锁为初始设定值，S3R调节电路给蓄电池组充电；当电池电压信号高于设定的电池电压上限VB
th+
时，滞回比较电路形成的BEA信号输出高电平，分域信号锁定电路中三极管Q1、Q2接通，分域信号锁定为低电平，S3R调节电路通过调节功率稳定模块电路停止对蓄电池组充电；使能开关控制电路，通过外部指令方式控制导通与关断，实现BEA信号是否接入分域信号锁定电路中；分域信号锁定电路，当使能开关控制电路接通后，BEA信号为高电平时，使得分域信号锁定为低电平；BEA信号为低电平时，使得分域信号锁定为初始设置值；分域信号送入运算放大器电路；功率稳定模块电路，连接蓄电池组，实现对蓄电池组充电功能；MEA电路，对功率稳定模块电路输出功率VBUS进行误差放大，并将输出的MEA信号送入运算放大器电路中；运算放大器电路，对MEA信号与分域信号进行差分放大，输出端连接至S3R调节电路中；S3R调节电路输出PWM控制信号，控制功率稳定模块电路的输出功率，完成蓄电池组充电功能。2.根据权利要求1所述的一种常光照情况下解决S3R电源系统涓流充电的电路，其特征在于：所述的基准电路Vref，为固定电压值，采用稳压管产生一标准电压信号。3.根据权利要求2所述的一种常光照情况下解决S3R电源系统涓流充电的电路，其特征在于：所述电池电压分压电路包括电阻R1、R2；电阻R1一端连接蓄电池组电压采样信号VBAT，另一端与电阻R2串联，R2的另一端连接电池采样地线，R1、R2中间的连接点作为电池电压采样信号连接至滞回比较电路中。4.根据权利要求2所述的一种常光照情况下解决S3R电源系统涓流充电的电路，其特征在于：所述滞回比较电路包括比较器工作电源VCC、电阻R3、R4、R5、比较器；电阻R3的两端分别跨接在比较器的同相端以及输出端；电阻R4的一端连接比较器工作电源VCC，另一端连接比较器供电输入口；电阻R5的一端连接比较器工作电源VCC，另一端连接比较器的信号输出口；基准电路Vref的输出信号连接到比较器的反相端；比较器的输出即为BEA信号。5.根据权利要求4所述的一种常光照情况下解决S3R电源系统涓流充电的电路，其特征在于：所述使...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢霞明，王君召，汪嵩，刘希平，赵洋，邹锦浪，王嘉靖，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：