[实用新型]一种分布式低轨小卫星电源系统

权利要求书

1.一种分布式低轨小卫星电源系统，包括太阳电池阵、光伏调节单元、蓄电池组、充放电调节模块、母线滤波模块和外部负载，其特征在于：

所述光伏调节单元和充放电调节模块具有相同的硬件电路，所述光伏调节单元和充放电调节模块注入软件算法不同；

所述太阳电池阵采用模块化子阵设计，每个子阵为一个独立的供电单元；

所述蓄电池组采用比能量较高的21700标准电芯，组合成10组电池组；

所述母线滤波模块中的电容模块采用自愈功能的膜式电容；

所述太阳电池阵电连接光伏调节单元，所述蓄电池组电连接充放电调节模块，光伏调节单元与充放电调节模块均电接入系统母线，系统母线电连接母线负载与母线电容，构成电源系统。

2.根据权利要求1所述的一种分布式低轨小卫星电源系统，其特征在于：所述太阳电池阵采用高效膜式砷化镓太阳电池单体，每个高效膜式砷化镓太阳电池单体通过叠瓦式拼接方式组合成具有需求电压和电流的小组件，小组件通过串并联电路形成子阵；

所述的太阳电池阵包含10个太阳电池子阵，每一个子阵均配备一个所述的光伏调节单元组成发电单元，每个发电单元独立接入所述的系统母线。

3.根据权利要求1所述的一种分布式低轨小卫星电源系统，其特征在于：所述的光伏调节单元电路单元包含一个的DCDC升降压电路和一个DSP控制电路；

所述光伏调节单元的输入端为太阳电池子阵，输出端为系统母线；

通过PWM方式调节DCDC电路开关管的状态，以实现太阳电池阵的最大功率追踪，最大限度的利用太阳能量；

每个所述DSP控制电路分别对应一个DCDC电路进行闭环控制。

4.根据权利要求3所述的一种分布式低轨小卫星电源系统，其特征在于：所述的DSP控制电路包含一个TMS320F2808控制器与MOSFET驱动芯片，所述TMS320F2808控制器与MOSFET驱动芯片注入MPPT算法实现对DCDC电路的开关管占空比调节，进而调节太阳电池阵的输出电压，追踪其最大功率；

MPPT算法采用扰动观察法与遗传算法双模控制。

5.根据权利要求1所述的一种分布式低轨小卫星电源系统，其特征在于：所述蓄电池组采用比能量较高的21700标准电芯通过2并12串的方式，组合成额定电压为42V、容量8.4Ah的电池包，每一个电池包配备一个充放电调节模块组成供电模块接入系统母线。

6.根据权利要求1所述的一种分布式低轨小卫星电源系统，其特征在于：所述的充放电调节模块包含一个可升降压的DCDC电路和一个DSP控制电路；

所述充放电调节模块一端与蓄电池组连接，另一端连接系统电路母线；

通过对充放电调节模块注入算法实现控制功能，按照外部的需求调节开关管状态，当主拓扑为降压模式时，成为充电器，从系统母线取电对蓄电池充电，当主拓扑为升压模式时，成为放电调节器，电池对系统母线放电，调节系统母线电压；

充放电调节模块采用PI双闭环控制方法，其含有两个控制部分：电流内环PI控制和电压外环PI控制；

电流内环控制：通过电流负反馈的手段使得流过电感上的电流为给定幅值和相位的电流；

电压外环控制：引入电压的负反馈，使得直流侧电压稳定为给定值，以此来调节系统母线电压。

7.根据权利要求1所述的一种分布式低轨小卫星电源系统，其特征在于：所述太阳电池阵中的每个太阳电池子阵通过光伏调节单元接入系统母线，每个电池组通过充放电调节模块接入系统母线，两者形成分布式电源系统架构，每一个供电单元均是独立的。