[发明专利]空间无线总线电源控制与配电系统

说明书

技术领域

本发明涉及卫星用太阳能电源系统领域，具体涉及一种空间无线总线电源控制与配电系统。

背景技术

在传统中小型卫星中各部分采用连接线进行连接控制，接线繁琐，且占用了大量星内空间，增加了卫星造价。由于卫星中大量使用线缆和接插头用于数据和指令的传输，直接导致卫星重量和体积较大的问题。

卫星内部各负载对于电源的需求不同，为保障各负载稳定工作，电源配电及控制系统起到了关键性的作用。

发明内容

本发明为解决现有卫星中大量的线缆和接插头连接导致的卫星重量和体积较大的问题。提供一种空间无线总线电源控制与配电系统。

空间无线总线电源控制与配电系统，包括电源下位机、分流调节电路、充电控制电路、放电控制电路、电池均衡电路和配电电路，所述电源下位机、分流调节电路、充电控制电路、放电控制电路、电池均衡电路和配电电路均设置有无线通信模块，所述电源下位机、分流调节电路、充电控制电路、放电控制电路、电池均衡电路和配电电路之间均通过无线通信模块通信；

所述电源下位机进行母线电压误差分析和电池均衡误差分析，并用于向分流调节电路发送分流调节控制指令，向充电控制电路发送充电控制指令，向放电控制电路发送放电控制指令，向配电电路发送配电控制指令以及向电池均衡电路发送控制电池均衡指令；

所述分流调节电路根据接收的分流调节控制指令，进行分流控制母线电压，实现母线电压稳定；充电控制电路根据接收的充电控制指令控制太阳能电池向蓄电池组充电；放电控制电路根据接收放电控制指令控制蓄电池组向负载放电，使卫星在太阳能电池输出电压不足时，由蓄电池组通过放电控制电路保证母线电压稳定；所述电池均衡电路根据接收的控制电池均衡指令对单体电池电压进行采样后通过无线通信模块传送至电源下位机，由电源下位机进行电池均衡误差分析，并将控制信息通过无线通信模块传送至电池均衡电路，所述电池均衡电路控制单体电池的均衡充电；所述配电电路通过用于向卫星各子设备提供电能，控制各子设备的开关状态。

本发明的有益效果：本发明可实现卫星内部电源下位机、分流调节电路、充电控制电路、放电控制电路、电池均衡电路、配电电路的无线控制。减少星内通信线缆及接插件数量，降低整星重量。减少复杂连线。

本发明具有远程控制的特点，各模块之间无连接线，有效减轻PCDU系统重量，且各模块相对独立位置更加灵活。可实现模块化设计，优化布局结构。

本发明采用ZIGBEE网络进行控制指令和数据的传输能够很好的避免繁琐的星内接线，可实现模块化设计，同时，减少星内空间占用，提高卫星空间利用率。

附图说明

图1为本发明所述的空间无线总线电源控制与配电系统的结构框图；

图2为本发明所述的空间无线总线电源控制与配电系统电源下位机功能框图；

图3为本发明所述的空间无线总线电源控制与配电系统电池均衡电路结构框图；

图4为本发明所述的空间无线总线电源控制与配电系统分流调节电路结构框图；

图5为本发明所述的空间无线总线电源控制与配电系统放电控制电路结构框图；

图6为本发明所述的空间无线总线电源控制与配电系统充电控制电路结构框图；

图7为本发明所述的空间无线总线电源控制与配电系统配电电路结构框图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图7说明本实施方式，空间无线总线电源控制与配电系统，包括电源下位机、分流调节电路、充电控制电路、放电控制电路、电池均衡电路和配电电路。各部分电路均包含无线通信部分，采用星型组网方式。无线通信采用ZIGBEE通信协议，由ZIGBEE无线网络模块和天线两部分构成。各部分的数据和控制信号均利用无线通信部分进行传输。其中ZIGBEE无线传输模块采用CC2530，CC2530模块提供一个IEEE 802.15.4兼容无线收发器，F内核控制模拟无线模块。另外，它提供了MCU和无线设备之间的一个接口，这使得可以发出命令、读取状态、自动操作和确定无线设备事件的顺序。无线设备还包括一个数据包过滤和地址识别模块。

结合图2说明本实施方式，电源下位机通过内部CPU系统对PCDU系统进行管理，CPU系统主要功能包括：母线电压误差分析，分流调节控制指令，充电控制指令，放电控制指令，配电控制指令，电池均衡误差分析和电池均衡控制指令。其中，电源下位机所采用的CPU为C8051F040芯片。