一种快速集成的卫星电源系统的制作方法
【专利摘要】一种快速集成的卫星电源系统，属于电源领域，涉及一种卫星电源系统。解决了现有卫星电源系统兼容性差的问题。该系统包括蓄电池组、太阳电池阵和功率控制与分配单元；蓄电池组用于为卫星的整星负载和功率控制与分配单元供电；太阳电池阵用于将接收到的光能转换为电能，为蓄电池组充电；所述太阳电池阵通过电连接器与功率控制和分配单元相连；所述太阳电池阵包括n个太阳电池单体，n个太阳电池单体通过导线串或者并联；所述n为大于或等于2的整数。本发明适用于为卫星供电。
【专利说明】一种快速集成的卫星电源系统
【技术领域】
[0001]本发明属于电源领域，涉及一种卫星电源系统。
【背景技术】
[0002]随着空间技术的发展，军事行动以及频发的大型自然灾害救援越来越依赖于各种卫星，这就对卫星的快速响应能力提出了很高的要求。目前，国际上正广泛开展相关研究，例如，2007年美国国防部正式向国会防御委员会提交了关于发展“太空快速响应作战” ORS计划的报告，并于近年来陆续发射了多颗快速响应卫星，如TacSat-1，TacSat_2，ORSSat-1。
[0003]卫星电源系统为卫星其它分系统及有效载荷正常运行提供安全可靠的电力保障。设计具有快速集成能力的卫星电源系统是研制快速响应卫星的前提。卫星电源系统主要包括蓄电池组、太阳电池阵和功率控制与分配单元。目前，我国卫星电源系统的研制首先由卫星总体单位提出技术需求，由承研单位根据技术需求进行方案论证、方案设计以及产品研制，不同承研单位设计的产品具有不同的特点，且往往不能兼容。因此就需要一种研制速度快，兼容性高的卫星电源系统。
【发明内容】
[0004]本发明是为了解决现有卫星电源系统兼容性差的问题，提出了一种快速集成的卫星电源系统。
[0005]本发明所述一种快速集成的卫星电源系统，该系统包括蓄电池组、太阳电池阵和功率控制与分配单元；
[0006]蓄电池组用于为卫星的整星负载和功率控制与分配单元供电；
[0007]太阳电池阵用于将接收到的光能转换为电能，为蓄电池组充电；所述太阳电池阵通过电连接器与功率控制和分配单元相连；
[0008]所述太阳电池阵包括η个太阳电池单体，η个太阳电池单体通过导线串或者并联；所述η为大于或等于2的整数；
[0009]功率控制与分配单元包括主误差放大器模块、蓄电池组放电调节模块、串联型顺序开关分流充电调节模块、下位机模块、背板、配电模块、温控模块和火工品控制模块；
[0010]主误差放大器模块用于将母线误差信号进行积分放大，将蓄电池组电压误差信号进行积分放大；还用于接收背板发送的一次母线电压信号，对蓄电池组发送的电压信号进行采样；还用于接收下位机模块发送的蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值信息以及蓄电池组电压采集指令信息；还用于向下位机模块发送蓄电池组电压信号、蓄电池组充电电流信号、母线电压信号、母线电压误差信号、蓄电池组电压误差信号；
[0011 ] 蓄电池组放电调节模块用于接收下位机模块发送放电开关指令、母线电压误差信号；还用于接收蓄电池组发送的蓄电池组电压信号，对蓄电池组电压信号进行滤波、限流、功率变换后转换为一次母线电压，并将该一次母线电压信号发送至背板；将放电电流信号发送至下位机模块；[0012]串联型顺序开关分流充电调节模块用于接收下位机模块发送的母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池组电压信号和蓄电池组电压误差信号；还用于分流太阳电池阵发送的多余电量，利用太阳电池阵发送的电量为蓄电池组充电；还用于将分流调节后的一次母线电压发送至背板；还用于采集太阳电池阵发送电流和太阳电池阵母线电流，并将采集至IJ的蓄电池组充电电流、太阳电池阵发送电流、太阳电池阵母线电流发送至下位机模块；
[0013]下位机模块用于向串联型顺序开关分流充电调节模块发送的母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池组电压信号和蓄电池组电压误差信号，同时接收串联型顺序开关分流充电调节模块发送的蓄电池组充电电流、太阳电池阵发送电流和太阳电池阵母线电流；
[0014]还用于向主误差放大器模块发送蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值信息以及蓄电池组电压采集指令信息；同时接收主误差放大器模块发送蓄电池组电压信号、蓄电池组充电电流信号、母线电压信号、母线电压误差信号和蓄电池组电压误差信号;
[0015]还用于向蓄电池组放电调节模块发送放电开关指令、母线电压误差信号，接收蓄电池组发送的蓄电池组电压信号，同时接收蓄电池组放电调节模块发送的放电电流信号；
[0016]还用于向配电模块发送一次母线配电开关指令，接收配电模块发送的一次母线配电开关状态信号；
[0017]还用于向温控模块发送加热带开关指令，接收温控模块发送的加热带控制支路的开关状态信号和温度参数；
[0018]还用于向火工品控制模块发送火工品起爆控制指令，接收火工品控制模块发送火工品起爆状态信号；接收背板发送的一次母线电压信号并将一次母线电压信号转换为二次电源电压信号，并将二次电源电压信号发送至背板；
[0019]接收外部星载计算机发送的主备份电路切换指令，进行主备份电路切换；
[0020]配电模块用于接收背板发送的一次母线电压信号直接为卫星上无需加断电控制的负载提供一次母线供电；还用于接收下位机模块发送的一次母线配电开关指令，为卫星上需要加断电控制的负载提供一次母线供电；还用于发送一次母线配电开关状态信号至下位机模块；
[0021]温控模块用于接收背板发送的一次母线电压信号，接收下位机模块发送的加热带开关指令，为对应的加热带控制支路提供一次母线供电；还用于发送加热带控制支路的开关状态信号至下位机模块；还用于将热敏电阻的阻值转换为数字量的温度参数，并将温度参数发送至下位机模块；所述加热带通过电连接器与温控模块相连；所述热敏电阻通过电连接器与温控模块相连；
[0022]火工品控制模块用于接收蓄电池组发送的蓄电池组电压信号，还用于接收下位机模块发送的火工品起爆控制指令，为对应的火工品桥丝供电；还用于发送火工品起爆状态信号至下位机模块；所述火工品桥丝通过电连接器与火工品控制模块相连；
[0023]背板用于接收串联型顺序开关分流充电调节模块和蓄电池组放电调节模块发送的分流调节后的一次母线电压，向主误差放大器模块、配电模块和温控模块发送的一次母线电压信号。
[0024]本发明所述的蓄电池组由蓄电池单体串并联而成，蓄电池组根据卫星母线电压值、整星功耗、寿命、任务以及蓄电池单体的规格，设计蓄电池单体的串并联数量，组合成蓄电池组；蓄电池组通过电连接器与太阳电池阵以及功率控制与分配单元相连。太阳电池阵由太阳电池单体串并联而成，根据卫星整星功耗、寿命、任务以及太阳电池单体的规格，计算太阳电池单体的串并联数，太阳电池阵通过电连接器与蓄电池以及功率控制与分配单元相连，实现了对卫星电源系统电源需求的兼容性，且可根据所需电源的大小改变蓄电池单体和太阳电池单体的个数，实现快速电源匹配。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为发明所述一种快速集成的卫星电源系统的原理框图。
【具体实施方式】
[0026]【具体实施方式】一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种快速集成的卫星电源系统，该系统包括蓄电池组1、太阳电池阵2和功率控制与分配单元3 ；
[0027]蓄电池组I用于为卫星的整星负载和功率控制与分配单元3供电；
[0028]太阳电池阵2用于将接收到的光能转换为电能，为蓄电池组I充电；所述太阳电池阵2通过电连接器与功率控制和分配单元3相连；
[0029]所述太阳电池阵2包括η个太阳电池单体，η个太阳电池单体通过导线串或者并联；所述η为大于或等于2的整数；
[0030]功率控制与分配单元包括主误差放大器模块3-1、蓄电池组放电调节模块3-2、串联型顺序开关分流充电调节模块3-3、下位机模块3-4、背板3-5、配电模块3-6、温控模块3-7和火工品控制模块3-8 ；
[0031]主误差放大器模块3-1用于将母线误差信号进行积分放大，将蓄电池组电压误差信号进行积分放大；还用于接收背板3-5发送的一次母线电压信号，对蓄电池组I发送的电压信号进行采样；还用于接收下位机模块3-4发送的蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值信息以及蓄电池组电压采集指令信息；还用于向下位机模块3-4发送蓄电池组电压信号、蓄电池组充电电流信号、母线电压信号、母线电压误差信号、蓄电池组电压误差号；
[0032]蓄电池组放电调节模块3-2用于接收下位机模块3-4发送放电开关指令、母线电压误差信号；还用于接收蓄电池组I发送的蓄电池组电压信号，对蓄电池组电压信号进行滤波、限流、功率变换后转换为一次母线电压，并将该一次母线电压信号发送至背板3-5 ；将放电电流信号发送至下位机模块3-4 ；
[0033]串联型顺序开关分流充电调节模块3-3用于接收下位机模块3-4发送的母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池组电压信号和蓄电池组电压误差信号；还用于分流太阳电池阵发送的多余电量，利用太阳电池阵2发送的电量为蓄电池组I充电；还用于将分流调节后的一次母线电压发送至背板3-5 ;还用于采集太阳电池阵发送电流和太阳电池阵母线电流，并将采集到的蓄电池组充电电流、太阳电池阵发送电流、太阳电池阵母线电流发送至下位机模块3-4 ；
[0034]下位机模块3-4用于向串联型顺序开关分流充电调节模块3-3发送的母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池组电压信号和蓄电池组电压误差信号，同时接收串联型顺序开关分流充电调节模块3-3发送的蓄电池组充电电流、太阳电池阵2发送电流和太阳电池阵母线电流；
[0035]还用于向主误差放大器模块3-1发送蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值信息以及蓄电池组电压采集指令信息；同时接收主误差放大器模3-1块发送蓄电池组电压信号、蓄电池组充电电流信号、母线电压信号、母线电压误差信号和蓄电池组电压
误差号；
[0036]还用于向蓄电池组放电调节模块3-2发送放电开关指令、母线电压误差信号，接收蓄电池组I发送的蓄电池组电压信号，同时接收蓄电池组放电调节模块3-2发送的放电电流信号；
[0037]还用于向配电模块3-6发送一次母线配电开关指令，接收配电模块3-6发送的一次母线配电开关状态信号；
[0038]还用于向温控模块3-7发送加热带开关指令，接收温控模块3-7发送的加热带控制支路的开关状态信号和温度参数；
[0039]还用于向火工品控制模块3-8发送火工品起爆控制指令，接收火工品控制模块3-8发送火工品起爆状态信号；接收背板3-5发送的一次母线电压信号并将一次母线电压信号转换为二次电源电压信号，并将二次电源电压信号发送至背板3-5 ；
[0040]接收外部星载计算机发送的主备份电路切换指令，进行主备份电路切换；
[0041 ] 配电模块3-6用于接收背板3-5发送的一次母线电压信号直接为卫星上无需加断电控制的负载提供一次母线供电；还用于接收下位机模块3-4发送的一次母线配电开关指令，为卫星上需要加断电控制的负载提供一次母线供电；还用于发送一次母线配电开关状态信号至下位机模块3-4 ；
[0042]温控模块3-7用于接收背板3-5发送的一次母线电压信号，接收下位机模块3_4发送的加热带开关指令，为对应的加热带控制支路提供一次母线供电；还用于发送加热带控制支路的开关状态信号至下位机模块3-4 ;还用于将热敏电阻的阻值转换为数字量的温度参数，并将温度参数发送至下位机模块3-4 ;所述加热带通过电连接器与温控模块3-7相连；所述热敏电阻通过电连接器与温控模块3-7相连；
[0043]火工品控制模块3-8用于接收蓄电池组I发送的蓄电池组电压信号，还用于接收下位机模块3-4发送的火工品起爆控制指令，为对应的火工品桥丝供电；还用于发送火工品起爆状态信号至下位机模块3-4 ;所述火工品桥丝通过电连接器与火工品控制模块3-8相连；
[0044]背板3-5用于接收串联型顺序开关分流充电调节模块3-3和蓄电池组放电调节模块3-2发送的分流调节后的一次母线电压，向主误差放大器模块3-1、配电模块3-6和温控模块3-7发送的一次母线电压信号。
[0045]【具体实施方式】二、本实施方式是对【具体实施方式】一所述的一种快速集成的卫星电源系统的进一步说明，主误差放大器模块3-1还包括母线电压误差积分放大电路，电池电压误差积分放大电路和一次母线滤波电路；
[0046]母线电压误差积分放大电路用于将母线误差信号进行积分放大；还用于接收一次母线滤波电路发送的稳定的一次母线电压信号；还用于向下位机模块3-4发送母线电压信号、母线电压误差信号；
[0047]电池电压误差积分放大电路用于将蓄电池组电压误差信号进行积分放大；还用于接收下位机模块3-4发送的蓄电池组充电电流采样信号、蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值以及蓄电池组电压采集指令信息，对蓄电池组发送的电压信号进行采样；向下位机模块3-4发送蓄电池组电压信号、蓄电池组充电电流信号、蓄电池组电压误差信号和母线电压误差信号；
[0048]一次母线滤波电路用于接收背板3-5发送的一次母线电压信号，对接收到的一次母线电压信号进行滤波，稳定一次母线电压，并将滤波后的稳定的一次母线电压信号发送至母线电压误差积分放大电路。
[0049]【具体实施方式】三、本实施方式是对【具体实施方式】一所述的一种快速集成的卫星电源系统的进一步说明，蓄电池组放电调节模块3-2还包括故障隔离保护开关电路、输入滤波电路、功率变换电路；
[0050]故障隔离保护开关电路用于接收蓄电池组发送的蓄电池电压信号，接收下位机模块3-4发送的放电开关指令，将蓄电池组电压信号发送给输入滤波电路；
[0051]输入滤波电路用于接收故障隔离保护开关电路发送的蓄电池组电压信号，并对接收到的蓄电池组电压信号进行滤波、限流后发送至功率变换电路，并与功率变换电路进行阻抗匹配；
[0052]功率变换电路用于接收输入滤波电路发送的蓄电池组电压信号，对接收到的蓄电池电压信号进行功率变换为一次母线电压；接收下位机模块发送的母线电压误差信号，对蓄电池组放电电量进行控制；将一次母线电压信号发送至背板；将放电电流信号发送至下位机模块3-4。
[0053]【具体实施方式】四、本实施方式是对【具体实施方式】一的一种快速集成的卫星电源系统的进一步说明，串联型顺序开关分流充电调节模块3-3还包括分流充电功率拓扑电路、分流充电开关控制电路、分流调节限流驱动电路、充电驱动电路和充电电流采样电路；
[0054]分流充电功率拓扑电路用于接收分流调节限流驱动电路发送的分流调节控制信号，分流太阳电池阵2发送的多余电量；还用于接收充电驱动电路发送的充电控制信号，利用太阳电池阵发送的电量为蓄电池充电；将分流调节后的一次母线电压发送至背板；还用于采集太阳电池阵输2出电流和太阳电池阵母线电流，并将采集到的太阳电池阵2发送电流和太阳电池阵母线电流发送至下位机模块3-4 ；
[0055]分流充电开关控制电路用于接收下位机模块发送的母线电压误差信号和母线电压信号，为分流调节限流驱动电路提供驱动信号；还用于接收下位机模块3-4发送的蓄电池组电压信号和蓄电池组电压误差信号，为充电驱动电路提供驱动信号；
[0056]分流调节限流驱动电路用于接收分流充电开关控制电路发送的驱动信号，并向分流充电功率拓扑电路发送分流调节控制信号；
[0057]充电驱动电路用于接收分流充电开关控制电路的发送的驱动信号，并向分流充电功率拓扑电路发送充电控制信号；
[0058]充电电流采样电路用于采集分流充电功率拓扑电路的充电电流，并将采集到的充电电流发送至下位机模块3-4。
[0059]【具体实施方式】五、本实施方式是对【具体实施方式】一所述的一种快速集成的卫星电源系统的进一步说明，下位机模块3-4还包括电源变换和切换控制电路、CPU控制电路、遥测遥控电路、总线接口电路；[0060]电源变换和切换控制电路用于接收背板发送的一次母线电压信号，并将一次母线电压信号转换为二次电源电压信号，并将二次电源电压信号发送至CPU控制电路和背板；还用于接收外部星载计算机发送的主备份电路切换指令，进行主备份电路切换；
[0061]总线接口电路用于接收外部星载计算机发送的加热带开关指令、火工品起爆指令、一次母线配电开关指令，并将接收的指令发送至CPU控制电路；还用于接收CPU控制电路发送的母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池组电压信号、蓄电池组电压误差信号、蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值信息、蓄电池组电压采集指令信息、蓄电池组充电电流、太阳电池阵发送电流、太阳电池阵母线电流、放电电流信号、火工品起爆状态信号、一次母线配电开关状态信号、加热带控制支路的开关状态信号和温度参数，并将接收的CPU控制电路发送的信号发送至至外部星载计算机；
[0062]CPU控制电路接收电源变换和切换控制电路发送的二次电源电压信号；接收总线接口电路发送的加热带开关指令、火工品起爆指令和一次母线配电开关指令，并将接收的总线接口电路发送的信号解码后发送至遥测遥控电路；
[0063]接收遥测遥控电路发送的母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池电压信号、蓄电池电压误差信号、蓄电池组充电电流参考值、蓄电池充电电压参考值信息、蓄电池电压米集指令信息、蓄电池组充电电流、太阳电池阵发送电流、太阳电池阵母线电流、放电电流信号、火工品起爆状态信号、一次母线配电开关状态信号、加热带控制支路的开关状态信号和温度参数；并将接收的遥测遥控电路发送的信号发送至总线接口电路；
[0064]遥测遥控电路用于接收CPU控制电路发送的解码后的热带开关指令、火工品起爆指令、一次母线配电开关指令，并将加热带开关指令发送至温控模块3-7、火工品起爆指令发送至火工品控制模块3-8、一次母线配电开关指令发送至配电模块3-6 ；
[0065]同时将母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池电压信号和蓄电池电压误差信号发送至串联型顺序开关分流充电调节模块3-3 ；
[0066]还用于接收CPU控制电路发送的解码后的蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值信息以及蓄电池组电压采集指令信息至主误差放大器模块3-2 ；
[0067]同时接收串联型顺序开关分流充电调节模块3-3发送的充电电流、太阳电池阵发送电流和太阳电池阵母线电流，
[0068]还用于接收主误差放大器模块3-1发送的蓄电池组电压信号、蓄电池组充电电流信号、母线电压信号、母线电压误差信号和蓄电池组电压误差信号；
[0069]还用于接收蓄电池组放电调节模块3-2发送的放电电流信号，蓄电池组电压信号;
[0070]同时向蓄电池组放电调节模块3-2发送放电开关指令、母线电压误差信号；
[0071]还用于接收火工品控制模块3-8发送的火工品起爆状态信号，发送至CPU控制电路；
[0072]同时向火工品控制模块3-8发送火工品起爆控制指令；
[0073]还用于接收配电模块3-6发送的一次母线配电开关状态信号，同时向配电模块3-6发送一次母线配电开关指令
[0074]还用于接收温控模块3-7发送的加热带控制支路的开关状态信号、温度参数，向温控模块3-7发送加热带开关指令[0075]还用于接收背板3-5发送的一次母线电压信号并将一次母线电压信号转换为二次电源电压信号，并将二次电源电压信号发送背板3-5 ；
[0076]并将母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池组电压信号、蓄电池组电压误差信号、蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值信息、蓄电池组电压采集指令信息、蓄电池组充电电流、太阳电池阵发送电流、太阳电池阵母线电流、放电电流信号、火工品起爆状态信号、一次母线配电开关状态信号、加热带控制支路的开关状态信号和温度参数发送至CPU控制电路。
[0077]本发明首先，根据卫星母线电压值、整星功耗、寿命、任务，计算蓄电池组的容量、太阳电池阵有效面积，并设计功率控制与分配单元的功能。
[0078]然后，根据蓄电池单体的规格和蓄电池组的容量需求，选择蓄电池单体的串并联数量组合成满足任务需求的蓄电池组。
[0079]同时，根据太阳电池单体的规格和太阳电池阵有效面积，选择太阳电池阵单体的串并联数量组合成满足任务需求的太阳电池阵。
[0080]并且，根据设计的功率控制与分配单元的功能选择标准模块的数量，以及对应的背板集成组合成满足任务需求的功率控制与分配单元。
[0081]最后，以上蓄电池组、太阳电池阵以及功率控制与分配单元就组成了快速集成卫星电源系统。
[0082]本发明与传统的卫星电源系统设计相比，通过标准化蓄电池单体、标准化太阳电池单体，以及功率控制与分配单元标准模块快速集成电源系统，解决现有的卫星电源系统研制周期长，无法满足快速响应卫星任务需求的问题。
【权利要求】
1.一种快速集成的卫星电源系统，其特征在于，该系统包括蓄电池组(I)、太阳电池阵(2)和功率控制与分配单元(3)； 蓄电池组(I)用于为卫星的整星负载和功率控制与分配单元(3)供电； 太阳电池阵⑵用于将接收到的光能转换为电能，为蓄电池组⑴充电；所述太阳电池阵⑵通过电连接器与功率控制和分配单元⑶相连； 所述太阳电池阵(2)包括η个太阳电池单体，η个太阳电池单体通过导线串或者并联；所述η为大于或等于2的整数； 功率控制与分配单元包括主误差放大器模块(3-1)、蓄电池组放电调节模块(3-2)、串联型顺序开关分流充电调节模块(3-3)、下位机模块(3-4)、背板(3-5)、配电模块(3-6)、温控模块(3-7)和火工品控制模块(3-8)； 主误差放大器模块(3-1)用于将母线误差信号进行积分放大，将蓄电池组电压误差信号进行积分放大；还用于接收背板(3-5)发送的一次母线电压信号，对蓄电池组(I)发送的电压信号进行采样；还用于接收下位机模块(3-4)发送的蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值信息以及蓄电池组电压采集指令信息；还用于向下位机模块(3-4)发送蓄电池组电压信号、蓄电池组充电电流信号、母线电压信号、母线电压误差信号、蓄电池组电压误差信号； 蓄电池组放电调节模块(3-2)用于接收下位机模块(3-4)发送放电开关指令、母线电压误差信号；还用于接收蓄电池组(I)发送的蓄电池组电压信号，对蓄电池组电压信号进行滤波、限流、功率变换后转换为一次母线电压，并将该一次母线电压信号发送至背板(3-5);将放电电流信号发送至下位机模块(3-4)； 串联型顺序开关分流充电调节模块(3-3)用于接收下位机模块(3-4)发送的母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池组电压信号和蓄电池组电压误差信号；还用于分流太阳电池阵发送的多余电量，利用太阳电池阵⑵发送的电量为蓄电池组⑴充电；还用于将分流调节后的一次母线电压发送至背板(3-5);还用于采集太阳电池阵发送电流和太阳电池阵母线电流，并将采集到的蓄电池组充电电流、太阳电池阵发送电流、太阳电池阵母线电流发送至下位机模块(3-4)； 下位机模块(3-4)用于向串联型顺序开关分流充电调节模块(3-3)发送的母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池组电压信号和蓄电池组电压误差信号，同时接收串联型顺序开关分流充电调节模块(3-3)发送的蓄电池组充电电流、太阳电池阵(2)发送电流和太阳电池阵母线电流； 还用于向主误差放大器模块(3-1)发送蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值信息以及蓄电池组电压采集指令信息；同时接收主误差放大器模(3-1)块发送蓄电池组电压信号、蓄电池组充电电流信号、母线电压信号、母线电压误差信号和蓄电池组电压误差信号； 还用于向蓄电池组放电调节模块(3-2)发送放电开关指令、母线电压误差信号，接收蓄电池组(I)发送的蓄电池组电压信号，同时接收蓄电池组放电调节模块(3-2)发送的放电电流信号； 还用于向配电模块(3-6)发送一次母线配电开关指令，接收配电模块(3-6)发送的一次母线配电开关状态信号；还用于向温控模块(3-7)发送加热带开关指令，接收温控模块(3-7)发送的加热带控制支路的开关状态信号和温度参数； 还用于向火工品控制模块(3-8)发送火工品起爆控制指令，接收火工品控制模块(3-8)发送火工品起爆状态信号；接收背板(3-5)发送的一次母线电压信号并将一次母线电压信号转换为二次电源电压信号，并将二次电源电压信号发送至背板(3-5)； 接收外部星载计算机发送的主备份电路切换指令，进行主备份电路切换； 配电模块(3-6)用于接收背板(3-5)发送的一次母线电压信号直接为卫星上无需加断电控制的负载提供一次母线供电；还用于接收下位机模块(3-4)发送的一次母线配电开关指令，为卫星上需要加断电控制的负载提供一次母线供电；还用于发送一次母线配电开关状态信号至下位机模块(3-4)； 温控模块(3-7)用于接收背板(3-5)发送的一次母线电压信号，接收下位机模块(3-4)发送的加热带开关指令，为对应的加热带控制支路提供一次母线供电；还用于发送加热带控制支路的开关状态信号至下位机模块(3-4);还用于将热敏电阻的阻值转换为数字量的温度参数，并将温度参数发送至下位机模块(3-4);所述加热带通过电连接器与温控模块(3-7)相连；所述热敏电阻通过电连接器与温控模块(3-7)相连； 火工品控制模块(3-8)用于接收蓄电池组(I)发送的蓄电池组电压信号，还用于接收下位机模块(3-4)发送的火工品起爆控制指令，为对应的火工品桥丝供电；还用于发送火工品起爆状态信号至下位机模块(3-4);所述火工品桥丝通过电连接器与火工品控制模块(3-8)相连； 背板(3-5)用于接收串联型顺序开关分流充电调节模块(3-3)和蓄电池组放电调节模块(3-2)发送的分流调节后的一次母线电压，向主误差放大器模块(3-1)、配电模块(3-6)和温控模块(3-7)发送的一次母线电压信号。
2.根据权利要求1所述的一种快速集成的卫星电源系统，其特征在于，主误差放大器模块(3-1)还包括母线电压误差积分放大电路，电池电压误差积分放大电路和一次母线滤波电路； 母线电压误差积分放大电路用于将母线误差信号进行积分放大；还用于接收一次母线滤波电路发送的稳定的一次母线电压信号；还用于向下位机模块(3-4)发送母线电压信号、母线电压误差信号； 电池电压误差积分放大电路用于将蓄电池组电压误差信号进行积分放大；还用于接收下位机模块(3-4)发送的蓄电池组充电电流采样信号、蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值以及蓄电池组电压采集指令信息，对蓄电池组发送的电压信号进行采样；向下位机模块(3-4)发送蓄电池组电压信号、蓄电池组充电电流信号、蓄电池组电压误差信号和母线电压误差信号； 一次母线滤波电路用于接收背板(3-5)发送的一次母线电压信号，对接收到的一次母线电压信号进行滤波，稳定一次母线电压，并将滤波后的稳定的一次母线电压信号发送至母线电压误差积分放大电路。
3.根据权利要求1所述的一种快速集成的卫星电源系统，其特征在于，蓄电池组放电调节模块(3-2)还包括故障隔离保护开关电路、输入滤波电路、功率变换电路； 故障隔离保护开关电路用于接收蓄电池组发送的蓄电池电压信号，接收下位机模块(3-4)发送的放电开关指令，将蓄电池组电压信号发送给输入滤波电路； 输入滤波电路用于接收故障隔离保护开关电路发送的蓄电池组电压信号，并对接收到的蓄电池组电压信号进行滤波、限流后发送至功率变换电路，并与功率变换电路进行阻抗匹配； 功率变换电路用于接收输入滤波电路发送的蓄电池组电压信号，对接收到的蓄电池电压信号进行功率变换为一次母线电压；接收下位机模块发送的母线电压误差信号，对蓄电池组放电电量进行控制；将一次母线电压信号发送至背板；将放电电流信号发送至下位机模块(3-4)。
4.根据权利要求1所述的一种快速集成的卫星电源系统，其特征在于，串联型顺序开关分流充电调节模块(3-3)还包括分流充电功率拓扑电路、分流充电开关控制电路、分流调节限流驱动电路、充电驱动电路和充电电流采样电路； 分流充电功率拓扑电路用于接收分流调节限流驱动电路发送的分流调节控制信号，分流太阳电池阵(2)发送的多余电量；还用于接收充电驱动电路发送的充电控制信号，利用太阳电池阵发送的电量为蓄电池充电；将分流调节后的一次母线电压发送至背板；还用于采集太阳电池阵输(2)出电流和太阳电池阵母线电流，并将采集到的太阳电池阵(2)发送电流和太阳电池阵母线电流发送至下位机模块(3-4)； 分流充电开关控制电路用于接收下位机模块发送的母线电压误差信号和母线电压信号，为分流调节限流驱动电路提供驱动信号；还用于接收下位机模块(3-4)发送的蓄电池组电压信号和蓄电池组电压误差信号，为充电驱动电路提供驱动信号； 分流调节限流驱动电路用于接收分流充电开关控制电路发送的驱动信号，并向分流充电功率拓扑电路发送分流调节控制信号； 充电驱动电路用于接收分流充电开关控制电路的发送的驱动信号，并向分流充电功率拓扑电路发送充电控制信号； 充电电流采样电路用于采集分流充电功率拓扑电路的充电电流，并将采集到的充电电流发送至下位机模块(3-4)。
5.根据权利要求1所述的一种快速集成的卫星电源系统，其特征在于，下位机模块(3-4)还包括电源变换和切换控制电路、CPU控制电路、遥测遥控电路、总线接口电路； 电源变换和切换控制电路用于接收背板发送的一次母线电压信号，并将一次母线电压信号转换为二次电源电压信号，并将二次电源电压信号发送至CPU控制电路和背板；还用于接收外部星载计算机发送的主备份电路切换指令，进行主备份电路切换； 总线接口电路用于接收外部星载计算机发送的加热带开关指令、火工品起爆指令、一次母线配电开关指令，并将接收的指令发送至CPU控制电路；还用于接收CPU控制电路发送的母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池组电压信号、蓄电池组电压误差信号、蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值信息、蓄电池组电压采集指令信息、蓄电池组充电电流、太阳电池阵发送电流、太阳电池阵母线电流、放电电流信号、火工品起爆状态信号、一次母线配电开关状态信号、加热带控制支路的开关状态信号和温度参数，并将接收的CPU控制电路发送的信号发送至至外部星载计算机； CPU控制电路接收电源变换和切换控制电路发送的二次电源电压信号；接收总线接口电路发送的加热带开关指令、火工品起爆指令和一次母线配电开关指令，并将接收的总线接口电路发送的信号解码后发送至遥测遥控电路； 接收遥测遥控电路发送的母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池电压信号、蓄电池电压误差信号、蓄电池组充电电流参考值、蓄电池充电电压参考值信息、蓄电池电压采集指令信息、蓄电池组充电电流、太阳电池阵发送电流、太阳电池阵母线电流、放电电流信号、火工品起爆状态信号、一次母线配电开关状态信号、加热带控制支路的开关状态信号和温度参数；并将接收的遥测遥控电路发送的信号发送至总线接口电路； 遥测遥控电路用于接收CPU控制电路发送的解码后的热带开关指令、火工品起爆指令、一次母线配电开关指令，并将加热 带开关指令发送至温控模块(3-7)、火工品起爆指令发送至火工品控制模块(3-8)、一次母线配电开关指令发送至配电模块(3-6)； 同时将母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池电压信号和蓄电池电压误差信号发送至串联型顺序开关分流充电调节模块(3-3)； 还用于接收CPU控制电路发送的解码后的蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值信息以及蓄电池组电压采集指令信息至主误差放大器模块(3-2)； 同时接收串联型顺序开关分流充电调节模块(3-3)发送的充电电流、太阳电池阵发送电流和太阳电池阵母线电流， 还用于接收主误差放大器模块(3-1)发送的蓄电池组电压信号、蓄电池组充电电流信号、母线电压信号、母线电压误差信号和蓄电池组电压误差信号； 还用于接收蓄电池组放电调节模块(3-2)发送的放电电流信号，蓄电池组电压信号； 同时向蓄电池组放电调节模块(3-2)发送放电开关指令、母线电压误差信号； 还用于接收火工品控制模块(3-8)发送的火工品起爆状态信号，发送至CPU控制电路； 同时向火工品控制模块(3-8)发送火工品起爆控制指令； 还用于接收配电模块(3-6)发送的一次母线配电开关状态信号，同时向配电模块(3-6)发送一次母线配电开关指令； 还用于接收温控模块(3-7)发送的加热带控制支路的开关状态信号、温度参数，向温控模块(3-7)发送加热带开关指令； 还用于接收背板(3-5)发送的一次母线电压信号并将一次母线电压信号转换为二次电源电压信号，并将二次电源电压信号发送背板(3-5)； 并将母线电压误差信号、母线电压信号、蓄电池组电压信号、蓄电池组电压误差信号、蓄电池组充电电流参考值、蓄电池组充电电压参考值信息、蓄电池组电压采集指令信息、蓄电池组充电电流、太阳电池阵发送电流、太阳电池阵母线电流、放电电流信号、火工品起爆状态信号、一次母线配电开关状态信号、加热带控制支路的开关状态信号和温度参数发送至CPU控制电路。
【文档编号】H02J7/35GK103956822SQ201410216413
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】陈雪芹, 王峰, 赵波, 董仲博, 徐拓奇, 周明中, 李化义 申请人:哈尔滨工业大学