一种隔离型卫星电源控制器
阅读说明:本技术 一种隔离型卫星电源控制器 (Isolated form satellite power supply controller ) 是由 鲁伟 王保平 赵春阳 陈洪涛 孙宏杰 张泰峰 赵秋山 代磊 于 2021-06-25 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种隔离型卫星电源控制器,属于卫星电源控制器技术领域,其特征在于,至少包括:与太阳电池阵连接的太阳电池功率调节器;与负载连接的母线电容;与蓄电池组连接的隔离型蓄电池充放电调节器和脉动负载;其中:所述太阳电池功率调节器的正极通过母线电容与太阳电池功率调节器的负极连接;所述隔离型蓄电池充放电调节器的正极与太阳电池功率调节器的正极连接;所述隔离型蓄电池充放电调节器的负极与太阳电池功率调节器的负极连接。由于本发明采用了隔离型蓄电池充放电调节器电路,因此能够显著增强电源控制器的负载适应能力,提高母线电压品质。(The invention discloses an isolated satellite power controller, which belongs to the technical field of satellite power controllers and is characterized by at least comprising the following components: a solar cell power regulator connected to the solar cell array; a bus capacitor connected to the load; the isolated storage battery charging and discharging regulator and the pulsating load are connected with the storage battery pack; wherein: the anode of the solar cell power regulator is connected with the cathode of the solar cell power regulator through a bus capacitor; the positive electrode of the isolated storage battery charge-discharge regulator is connected with the positive electrode of the solar battery power regulator; and the negative electrode of the isolated storage battery charge-discharge regulator is connected with the negative electrode of the solar battery power regulator. Because the isolated storage battery charge-discharge regulator circuit is adopted, the load adaptability of the power supply controller can be obviously improved, and the bus voltage quality is improved.)
技术领域
本发明属于卫星电源控制器
技术领域
,具体涉及一种隔离型卫星电源控制器。背景技术
传统的卫星电源控制器设计中,为适应脉动负载的供电需求,通常将脉动负载直接连接至蓄电池组的两端,由蓄电池组提供短时大功率的脉冲功率;而对于稳定的平台负载,连接至母线电容的两端,由直流母线进行供电。供电框图如图1所示,电源控制器为非隔离形式,包括太阳电池功率调节器、蓄电池充放电调节器和母线电容等。太阳电池功率调节器调节太阳电池阵的输出功率生成稳定的直流母线;蓄电池充放电调节器在光照期对蓄电池组进行充电,保证蓄电池的能量平衡,并且在阴影期或者太阳电池阵输出功率不足时,调节蓄电池组放电,保证母线电压稳定;母线电容起维持母线电压稳定的作用。这种方式能够满足脉动负载的供电需求,但在脉动负载工作时,蓄电池组电压处于周期性波动状态,由于电源控制器为非隔离型,蓄电池充放电调节器将周期性波动传导至直流母线上,导致母线品质变差,母线电压的纹波、尖峰变大。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足,提出一种隔离型卫星电源控制器,用于解决传统卫星电源控制器在脉动负载作用下母线电压品质降低的问题,增强电源控制器的负载适应能力,满足电源控制器强适应、高品质的应用需求。
本发明的目的是提供一种隔离型卫星电源控制器,包括:
与太阳电池阵连接的太阳电池功率调节器;
与负载连接的母线电容;
与蓄电池组连接的隔离型蓄电池充放电调节器和脉动负载;其中:
所述太阳电池功率调节器的正极通过母线电容与太阳电池功率调节器的负极连接;所述隔离型蓄电池充放电调节器的正极与太阳电池功率调节器的正极连接;所述隔离型蓄电池充放电调节器的负极与太阳电池功率调节器的负极连接。
优选地:所述隔离型蓄电池充放电调节器包括第一储能电感、第二储能电感和变压器;其中:所述蓄电池组的正极分别与第一储能电感、第二储能电感的左侧端子连接,所述第一储能电感的右侧端子通过寄生电感与变压器原边侧的上端子连接,所述第二储能电感与变压器原边侧的下端子连接;所述第一储能电感的右侧端子依次通过第一功率管、输入稳压电容与蓄电池组的负极连接;所述第一储能电感的右侧端子依次通过第一功率管、第二功率管与第二储能电感的右侧端子连接,所述第二储能电感的右侧端子通过第四功率管与蓄电池组的负极连接;所述第一储能电感的右侧端子通过第三功率管与蓄电池组的负极连接;变压器副边的上端子依次通过第五功率管、第六功率管与变压器副边的下端子连接;变压器副边的下端子依次通过第八功率管、第七功率管与变压器副边的上端子连接;所述第六功率管与第八功率管通过输出稳压电容连接。
本申请的有益效果是:
本发明适用于母线电压品质需求高的应用场合。与现有技术相比,本发明具有母线电压的纹波、尖峰小,母线输出稳压电容容值低,控制器适用范围广的突出优点,尤其适用于对电源控制器性能要求高的场合。
1.本发明增强了卫星电源控制器对脉动负载的适应能力,对提升母线电压品质、降低输出稳压电容容值具有重要意义;
2.本发明通过采用隔离型蓄电池充放电调节器,可以灵活实现宽范围的升压、降压功能,具有更广的适用范围;
3.本发明电路动静态性能好,功率变换效率高,母线电压品质优。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是传统的卫星电源控制器供电框图。
图2是本发明提出的隔离型卫星电源控制器供电框图。
图3是本发明提出的隔离型蓄电池充放电调节器电路图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明列举的电路图中电感、电容、功率管等元器件,也可以是等效电感、电容、功率管组合网络,但以本发明电路图最为简洁。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参阅图2,一种隔离型卫星电源控制器,包括:
与太阳电池阵连接的太阳电池功率调节器;
与负载连接的母线电容;
与蓄电池组连接的隔离型蓄电池充放电调节器和脉动负载;其中:
所述太阳电池功率调节器的正极通过母线电容与太阳电池功率调节器的负极连接;所述隔离型蓄电池充放电调节器的正极与太阳电池功率调节器的正极连接;所述隔离型蓄电池充放电调节器的负极与太阳电池功率调节器的负极连接。
请参阅图3:所述隔离型蓄电池充放电调节器包括第一储能电感L1、第二储能电感L2和变压器T;其中:所述蓄电池组的正极分别与第一储能电感L1、第二储能电感L2的左侧端子连接,所述第一储能电感L1的右侧端子通过寄生电感Lk与变压器原边侧的上端子连接,所述第二储能电感L2与变压器原边侧的下端子连接;所述第一储能电感Lk的右侧端子依次通过第一功率管S1、输入稳压电容C1与蓄电池组的负极连接;所述第一储能电感L1的右侧端子依次通过第一功率管S1、第二功率管S2与第二储能电感L2的右侧端子连接,所述第二储能电感L2的右侧端子通过第四功率管S4与蓄电池组的负极连接;所述第一储能电感L1的右侧端子通过第三功率管S3与蓄电池组的负极连接;变压器副边的上端子依次通过第五功率管S5、第六功率管S6与变压器副边的下端子连接;变压器副边的下端子依次通过第八功率管S8、第七功率管S7与变压器副边的上端子连接;所述第六功率管S6与第八功率管S8通过输出稳压电容C2连接。
上述优选实施例主要包括太阳电池功率调节器、隔离型蓄电池充放电调节器和母线电容等。作为一种改进方案,所述隔离型卫星电源控制器采用了隔离型蓄电池充放电调节器,从物理连接上消除了脉动负载扰动对母线电压的影响,不仅提升了母线电压品质,而且明显降低了母线电容的稳压容值;此外,隔离型卫星电源控制器适用范围更广,可兼容传统非隔离型电源控制器的应用领域。
上述隔离型蓄电池充放电调节器包括八个功率管S1-S8;两个储能电感L1-L2,寄生电感Lk;变压器T,变压器的原副边绕组T1与T2;输入稳压电容C1、输出稳压电容C2。所述充放电调节器电路原副边均为全桥变换电路,蓄电池组侧对母线侧放电时,电路工作于交错并联Boost升压模式;母线侧对蓄电池组侧进行充电时,电路工作于交错并联Buck降压模式。电路不仅能够实现电压、电流双闭环控制,具有良好的动静态性能,而且所有功率管均可实现零电压导通,具有较高的功率变换效率;此外,通过变压器原副边绕组T1与T2的配置,可以灵活实现宽范围的升压、降压功能,具有更广的适用范围。
本发明采用了隔离型蓄电池充放电调节器电路,显著增强了电源控制器的负载适应能力,提高了母线电压品质。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
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