[发明专利]一种用于航天器的多路充电分流控制系统及其方法

说明书

本发明公开了一种用于航天器的多路充电分流控制系统，包括：充电太阳阵；充电切换开关，第一端与充电太阳阵的正极连接；负载，第一端与充电切换开关的第二端连接，第二端与充电太阳阵的负极连接；蓄电池组，正极与充电切换开关的第三端连接，负极与充电太阳阵的负极连接；放电电路，第一端与蓄电池组的正极连接，第二端与负载的第一端连接；充电分流控制电路，第一端与充电太阳阵的正极连接，第二端与充电太阳阵的负极连接，第三端与负载连接，第四端与蓄电池组连接。此发明解决了传统电路结构复杂，放电损耗高的问题，通过充电太阳阵和蓄电池组共同对负载充电，降低了成本，保证了放电利用率，降低了损耗，提高了能量的利用率和航天器的性能。

技术领域

本发明涉及空间电源技术领域，具体涉及一种用于航天器的多路充电分流控制系统及其方法。

背景技术

空间电源系统设计的先进思想是小型化、集成化。同时，近年来航天器的电源系统多采用顺序开关分流串联调节器(S⁴R)型电路，其结构复杂，器件繁多，体积大、重量大，导致成本高。

同时，传统S⁴R型电路的放电效率损耗高，技术性能差，灵活性差，太阳电池阵的能量利用率低，其航天器的性能和效益都有待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于航天器的多路充电分流控制系统。此系统旨在解决传统S⁴R型电路的结构复杂，且放电效率损耗高的问题，通过设置多路充电分流控制电路和充电切换开关，利用充电太阳阵和蓄电池组共同对负载充电，节省器件，降低成本，且保证放电的利用率，降低放电损耗，提高能量的利用率和航天器的性能。

为达到上述目的，本发明提供了一种用于航天器的多路充电分流控制系统，包括充电太阳阵、充电切换开关、负载、蓄电池组、放电电路和充电分流控制电路；充电太阳阵将太阳能转换为电能；充电切换开关的第一端与充电太阳阵的正极连接；负载的第一端与充电切换开关的第二端连接，第二端与充电太阳阵的负极连接，构成第一回路；通过切换充电切换开关接通第一回路，充电太阳阵为负载供电；蓄电池组的正极与充电切换开关的第三端连接，负极与充电太阳阵的负极连接，构成第二回路；通过切换充电切换开关接通第二回路，充电太阳阵为蓄电池组供电；放电电路的第一端与蓄电池组的正极连接，第二端与负载的第一端连接，则蓄电池组、放电电路和负载构成第三回路，蓄电池组通过放电电路为负载供电；充电分流控制电路的第一端与充电太阳阵的正极连接，第二端与充电太阳阵的负极连接，则充电分流控制电路与充电太阳阵构成第四回路；且充电分流控制电路的第三端与负载连接，第四端与蓄电池组连接，根据负载和蓄电池组的分压电压，判定充电太阳阵的供电回路，来输出充电太阳阵的电能。

最优选的，充电分流控制电路包括开关管、运算放大器、三角波发射器和PI信号器；开关管的第一端与充电太阳阵的正极连接，第二端与充电太阳阵的负极连接；运算放大器的第一端与开关管的第三端连接，第二端与三角波发射器连接；三角波发射器用于发射基准信号；PI信号器的第一端与运算放大器的第三端连接，第二端与负载连接，第三端与蓄电池组连接，用于分别获取负载的分压电压和蓄电池组的分压电压，从而得到充电太阳阵的PI信号；运算放大器将PI信号与基准信号进行比较计算，以控制开关管的开闭。

最优选的，PI信号器包括信号切换开关、母线基准信号器和充电基准信号器；信号切换开关的第一端与运算放大器的第三端连接；母线基准信号器的第一端与信号切换开关的第二端连接，第二端与负载连接，用于获取负载的分压电压；充电基准信号器的第一端与信号切换开关的第三端连接，第二端与蓄电池组连接，用于获取蓄电池组的分压电压；信号切换开关根据负载的分压电压和蓄电池组的分压电压，分别切换母线基准信号器和充电基准信号器，从而获得充电太阳阵的PI信号。

最优选的，充电太阳阵与充电切换开关之间还设置有二极管。

最优选的，充电太阳阵的数量为若干个，则充电分流控制电路和二极管的数量对应为若干个。