[发明专利]航天用太阳电池阵二次电弧地面模拟试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种航天用太阳电池阵二次电弧地面模拟试验装置，包括真空容器、模拟静电放电源、与设置在真空容器内的太阳电池阵电连接的二次电弧工作电路、与太阳电池阵电连接的负载模拟电路以及静电放电模拟电路，其中，二次电弧工作电路输出端分别与串间补偿电容C1，C2连接，C1、C2电容值均为实际太阳电池阵串间补偿电容的一半，C1与C2串联，两电容连接点与静电放电模拟电路间通过夹层补偿电容C3连接，C3电容值为实际太阳电池阵的夹层补偿电容；二次电弧输出端与电池阵试样通过二极管连接，确保其电流方向，电池阵试样的另一端与负载模拟电路连接，使二次电弧工作电路、负载模拟电路与电池阵试样构成回路，而静电放电模拟电路通过与电池阵试样其中一个输出端连接，模拟静电放电源通过在真空容器内对太阳电池阵试样施加。

2.如权利要求1所述的航天用太阳电池阵二次电弧地面模拟试验装置，其中，模拟静电放电源包括等离子体源、电子枪、放电电极、激光束和高速飞片撞击放电源。

3.如权利要求1所述的航天用太阳电池阵二次电弧地面模拟试验装置，其中，二次电弧工作电路通过模拟太阳电池阵的在轨工作状态，来检验静电放电能否触发二次电弧。

4.如权利要求3所述的航天用太阳电池阵二次电弧地面模拟试验装置，太阳电池阵的模拟方式包括：1)通过太阳模拟器对大尺寸太阳电池阵进行照射来发电，将太阳电池阵的输出接入受试验电池串；2)通过太阳电池阵模拟器输出模拟电池阵工作的电流接入受试验电池串；3)通过在直流横流电源输出端串接恒流二极管，并输出模拟电池阵工作的电流，接入受试电池串。

5.如权利要求1所述的航天用太阳电池阵二次电弧地面模拟试验装置，其中，静电放电模拟电路由补偿集总电路构成，还可增加直流恒压电源做为偏置电源，用于模拟静电放电的能量及电压。

6.如权利要求1所述的航天用太阳电池阵二次电弧地面模拟试验装置，其中，负载模拟电路包括使用直流恒压电源和大容量电容两种方式。

7.一种航天用太阳电池阵二次电弧地面模拟试验方法，包括以下步骤：

将太阳电池阵试样放入真空容器，并按模拟试验装置的连接方式接好；

开启二次电弧工作电路及负载模拟电路中必要的电源，并调节二次电弧工作电路及负载模拟电路，使太阳电池阵试样的电池串上产生试验用的恒定电流及电压；

开启静电放电模拟电路中必要的电源，开启模拟静电放电源，对太阳电池阵试样施加静电放电；

监测是否有二次电弧发生，并逐步提高二次电弧工作电路提供的电压，直至发生二次电弧，可更换多组电流值进行，获得太阳电池阵的二次电弧阈值区间；每次发生二次电弧后，通过原位对电池阵进行伏安特性测试确定电池串的状态；若二次电弧后发生持续短路现象，应停止试验并更换同样状态的新试样继续试验直至完成；

试验结束后，关闭二次电弧工作电路及负载模拟电路中必要的电源，关闭其他电源及提供静电放电的仪器，停止真空系统并使真空容器复压至大气压，打开容器取出太阳电池阵试样并对电弧产生的损伤情况进行测试。