[发明专利]一种新型空间卫星电源系统复合母线拓扑架构

说明书

本发明公开了一种新型空间卫星电源系统复合母线拓扑架构设计，具体为针对空间卫星设计的电源系统拓扑架构。本发明新型电源系统拓扑架构采用复合母线体制，即不调节母线+全调节母线。不调节母线具有较大的变换范围和极低的输出阻抗，满足大功率载荷加减载频繁、脉冲等供电需求；全调节母线具有高输出品质，满足综合电子、热控等平台载荷高质量供电需求。

技术领域

本发明涉及空间卫星电源技术领域，具体为一种新型空间卫星电源系统复合母线拓扑架构。

背景技术

随着中国航天任务的不断发展，对空间卫星技术提出了更高的性能需求。电源系统作为卫星的供能“心脏”，需适应空间卫星更高的性能需求，需对目前传统电源系统不断改进优化，电源系统拓扑架构对电源系统供能可靠性至关重要。

目前传统卫星电源系统架构一般采用S3R、S4R等拓扑架构，复合母线拓扑架构欧美有研究，国内无应用。本发明针对空间应用需求，提供一种新型空间卫星电源系统复合母线拓扑架构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型空间卫星电源系统复合母线拓扑架构，既能满足需要高品质供电的卫星平台载荷，又能满足高动态响应、低阻抗输出的大功率卫星载荷。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种新型空间卫星电源系统复合母线拓扑架构，所述新型空间卫星电源系统复合母线拓扑架构采用复合母线体制，具体包括不调节母线和全调节母线；

不调节母线具有较大的变换范围和极低的输出阻抗，满足大功率载荷加减载频繁、脉冲等供电需求；全调节母线具有高输出品质，满足综合电子、热控等平台载荷高质量供电需求。

可选地，所述新型空间卫星电源系统拓扑架构适用于距离地面100km以外的空间、太空环境，具体适应高、低轨等卫星平台。

可选地，所述新型空间卫星电源系统拓扑架构包括：

光伏阵列，将吸收的光能转化为电能；

智能功率调节器，生成不调节母线，；

功率蓄电池组，作为蓄能装置，所述功率蓄电池组与所述光伏阵列通过所述智能功率调节器连接；

并网路由器，生成全调节母线。

可选地，所述智能功率调节器采用智能峰值功率跟踪技术，将所述光伏阵列的工作点与母线电压或蓄电池电压解耦，使光伏阵列在任意负载变换及环境变化下均能工作在最大功率点，把光伏阵列输出功率全部发挥出来；所述智能功率调节器采用的智能峰值功率根据算法可描述为：

式中，V、I为光伏阵列电压、电流，ΔV为电压增量，ΔI为电流增量，I_max为短路电流，V_max开路电压。

可选地，一套光伏阵列、一套智能功率调节器和一套功率蓄电池组构成一条不调节母线；

所述新型空间卫星电源系统复合母线拓扑架构共设计两条完全一样的不调节母线，两条不调节母线互为备份，大大提高了电源系统的供电可靠性。

可选地，不调节母线电压范围为204V-278.8V。

可选地，通过两条不调节母线经并网路由器变换生成全调节母线。

可选地，全调节母线的电压始终稳定在规定范围内，具体为42V±1V。

可选地，所述功率蓄电池组包括空间锂电池组和蓄电池健康管理单元；空间锂电池组由2并68串20Ah锂电池单体INP20经串并联组合构成，蓄电池健康管理单元用于对空间锂电池组进行健康管理。