航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法技术方案

本发明专利技术的航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法，电压基准排电路在原有输出n路基准信号的基础上增加一路基准信号输出，且新增基准信号的电压最小；对于每路分流调节电路，用信号MEA与原有基准信号的比较结果控制调节管的工作状态，用信号MEA与新增基准信号的比较结果控制保护管的工作状态；正常工作时，n路分流调节电路的保护管均处于导通状态，各路分流调节电路的分流调节功能由各自的调节管实现，根据负载功率需求，n路分流调节电路按照顺序分流调节控制方式为负载供电；当某一路分流调节电路的调整管发生短路故障，该路分流调节电路的分流调节功能由其保护管实现，且该路分流调节电路的分流调节顺序自动调整至最后一级。

Short circuit control method for shunting adjustment circuit of spacecraft power system

The voltage reference row circuit adds a reference signal output on the basis of the original n-channel reference signal, and the voltage of the new reference signal is the smallest; for each shunt regulating circuit, the comparison result between the signal MEA and the original reference signal is used to control the voltage reference row circuit. The working state of the regulator is controlled by the comparison between the signal MEA and the new reference signal. In normal operation, the protective tubes of the n-channel shunt regulating circuit are all on-line, and the shunt regulating function of each shunt regulating circuit is realized by its own regulator. According to the load power requirement, the n-channel shunt regulating is realized. The shunt regulation function of the shunt regulation circuit is realized by its protective tube, and the shunt regulation sequence of the shunt regulation circuit is automatically adjusted to the last stage.

【技术实现步骤摘要】
航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法
本专利技术涉及空间电源领域，具体涉及一种航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法。
技术介绍
目前航天器电源系统所使用的是太阳电池阵-蓄电池电源系统。航天器处于光照期时，依靠太阳电池阵吸收太阳能为负载供电和蓄电池充电，同时多余的能源通过电源系统分流调节电路短路回路返回至太阳电池阵。近年来，对航天器电源系统寿命、可靠性以及功率输出能力要求越来越高，而影响航天器电源系统寿命和可靠性的关键因素之一就是电源系统能源的输出和调节能力。随着航天器负载功率需求越来越大，电源系统单路分流调节电路的输出功率能力越来越大，目前高轨通讯卫星母线电压已经采用100V母线电压体系，电源系统单路分流调节电路分流调节能力达到10A，即与分流调节电路对应的太阳电池阵单路输出电流最大可达到10A，若此时一路分流调节电路发生短路故障，则电源系统则损失能源达到1000W，因此分流调节电路的防短路保护设计至关重要。传统航天器电源系统分流调节电路为防止分流调整管短路导致的太阳能损失，产品设计时一般通过在分流调节电路的调整管上串联一个保护管，对保护管的控制一般采取以下方法：地面通过指令方式隔离调整管短路故障，即当调整管短路后，通过地面干预的方法将该路分流调节电路的保护管断开，使得该路分流调节电路为负载直供电，达到避免一路太阳电池阵能源损失的目的。该方法存在一定不足：判断复杂且不及时。分流调节电路调整管发生短路故障后，需要地面根据电源系统相关遥测数据进行判定，势必不能实时对故障现象进行隔离。同时，一旦将该路分流调节电路的保护管通过地面指令关断，该路分流调节电路只有一种工作模式即直供电状态，该路分流调节电路对应的太阳电池阵输出能源全部输出至航天器负载，势必要求航天器负载在任何工作模式下，最小功率大于该路分流调节电路对应的太阳电池阵输出功率，否则出现母线电压，损坏航天器设备。中国CN104821782B披露的“一种软件和硬件结合的分流调节控制装置及方法”中采用软件和硬件相结合的控制方式，一个开关管由硬件控制电路控制，另一个开关管由软件控制，通过软件检测母线电压反馈输出高电平或低电平，控制第二开关管导通或关断，实现对多余太阳阵能量进行分流，该控制方法适用于不调节母线体系，电源系统母线电压变化范围大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法，简单、工作稳定可靠且保护控制响应及时。为了达到上述的目的，本专利技术提供一种航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法，n路分流调节电路、电压调节器输出信号MEA，电压基准排电路在原有输出n路基准信号的基础上增加一路基准信号输出，且新增基准信号的电压最小；原有n路基准信号分别输入至n路分流调节电路，新增基准信号分别输入至n路分流调节电路，信号MEA分别输入至n路分流调节电路；对于每路分流调节电路，用信号MEA与原有基准信号的比较结果控制调节管的工作状态，用信号MEA与新增基准信号的比较结果控制保护管的工作状态；正常工作时，n路分流调节电路的保护管均处于导通状态，各路分流调节电路的分流调节功能由各自的调节管实现，根据负载功率需求，n路分流调节电路按照顺序分流调节控制方式为负载供电；当某一路分流调节电路的调整管发生短路故障，该路分流调节电路的分流调节功能由其保护管实现，且该路分流调节电路的分流调节顺序自动调整至最后一级。上述航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法，其中，信号MEA和基准信号均为电压信号；信号MEA＞原有基准信号，调节管导通，信号MEA＜原有基准信号，调节管关断；信号MEA＞新增基准信号，保护管导通，信号MEA＜新增基准信号，保护管关断。上述航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法，其中，n+1路基准信号电压大小关系有：基准信号Ref1＞基准信号Ref2＞…＞基准信号Refi＞基准信号Ref(i+1)＞…＞基准信号Refn＞基准信号Ref(n+1)，其中，基准信号Ref(n+1)为新增基准信号，基准信号Refi为第i路原有基准信号，1≤i≤n。上述航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法，其中，若信号MEA＜新增基准信号，n路分流调节电路均处于直供电状态。上述航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法，其中，所述分流调节电路包括第一比较电路、调整管驱动电路、第二比较电路、保护管驱动电路和分流调节电路功率拓扑；所述分流调节电路功率拓扑包括二极管D1、二极管D2、调整管Q1和保护管Q2；信号MEA和原有基准信号为第一比较电路的两路输入信号，第一比较电路输出信号PWM1，信号PWM1输入调整管驱动电路，调整管驱动电路的输出与调整管Q1的栅极连接；信号MEA和新增基准信号为第二比较电路的两路输入信号，第二比较电路输出信号PWM2，信号PWM2输入保护管驱动电路，保护管驱动电路的输出与保护管Q2的栅极连接；调整管Q1的源极与保护管Q2的漏极连接，保护管Q2的源极接地；二极管D1和二极管D2串联，二极管D1的阳极输入太阳电池阵输出电流ISA，二极管D2的阴极输出母线电压VBUS，调整管Q1的漏极与二极管D1的阳极连接。与现有技术相比，本专利技术的技术有益效果是：本专利技术的航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法，仅通过增加一路基准信号，将分流调节电路防短路保护控制与系统分流调节控制合为一体，根据信号MEA与增新增基准信号的比较结果决定保护管导通或关断，自动检测发生调整管短路故障的分流调节电路，自动实现了分流调节电路的防短路保护控制功能，保护控制响应及时，且方法简单、工作稳定可靠时；本专利技术的航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法，实现了在调整管短路故障条件下该路分流调节电路仍能对对应的太阳电池阵输出能源进行调节，减少了能源损失且保护了负载使用安全。附图说明本专利技术的航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法由以下的实施例及附图给出。图1是本专利技术较佳实施例中航天器电源系统分流调节电路控制系统原理框图。图2是本专利技术较佳实施例中分流调节电路原理框图。图3是本专利技术较佳实施例中第一比较电路原理框图。图4是本专利技术较佳实施例中第二比较电路原理框图。图5是本专利技术较佳实施例中电压基准排电路原理框图。具体实施方式以下将结合图1～图5对本专利技术的航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法作进一步的详细描述。以包含14路分流调节电路的航天器电源系统为例，详细说明本专利技术的航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法。图1所示为本专利技术较佳实施例中航天器电源系统分流调节电路控制系统原理框图。所述航天器电源系统分流调节电路控制系统37包括：14路分流调节电路，分别为分流调节电路1、分流调节电路2、分流调节电路3、分流调节电路4、分流调节电路5、分流调节电路6、分流调节电路7、分流调节电路8、分流调节电路9、分流调节电路10、分流调节电路11、分流调节电路12、分流调节电路13和分流调节电路14；14路分流调节电路对应的14路太阳电池阵，分别为太阳电池阵15、太阳电池阵16、太阳电池阵17、太阳电池阵18、太阳电池阵19、太阳电池阵20、太阳电池阵21、太阳电池阵22、太阳电池阵23、太阳电池阵24、太阳电池阵25、太阳电池阵26、太阳电池阵27和太阳电池阵28；电容阵31；负载32；电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法，n路分流调节电路、电压调节器输出信号MEA，其特征在于，电压基准排电路在原有输出n路基准信号的基础上增加一路基准信号输出，且新增基准信号的电压最小；原有n路基准信号分别输入至n路分流调节电路，新增基准信号分别输入至n路分流调节电路，信号MEA分别输入至n路分流调节电路；对于每路分流调节电路，用信号MEA与原有基准信号的比较结果控制调节管的工作状态，用信号MEA与新增基准信号的比较结果控制保护管的工作状态；正常工作时，n路分流调节电路的保护管均处于导通状态，各路分流调节电路的分流调节功能由各自的调节管实现，根据负载功率需求，n路分流调节电路按照顺序分流调节控制方式为负载供电；当某一路分流调节电路的调整管发生短路故障，该路分流调节电路的分流调节功能由其保护管实现，且该路分流调节电路的分流调节顺序自动调整至最后一级。

【技术特征摘要】
1.航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法，n路分流调节电路、电压调节器输出信号MEA，其特征在于，电压基准排电路在原有输出n路基准信号的基础上增加一路基准信号输出，且新增基准信号的电压最小；原有n路基准信号分别输入至n路分流调节电路，新增基准信号分别输入至n路分流调节电路，信号MEA分别输入至n路分流调节电路；对于每路分流调节电路，用信号MEA与原有基准信号的比较结果控制调节管的工作状态，用信号MEA与新增基准信号的比较结果控制保护管的工作状态；正常工作时，n路分流调节电路的保护管均处于导通状态，各路分流调节电路的分流调节功能由各自的调节管实现，根据负载功率需求，n路分流调节电路按照顺序分流调节控制方式为负载供电；当某一路分流调节电路的调整管发生短路故障，该路分流调节电路的分流调节功能由其保护管实现，且该路分流调节电路的分流调节顺序自动调整至最后一级。2.如权利要求1所述的航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法，其特征在于，信号MEA和基准信号均为电压信号；信号MEA＞原有基准信号，调节管导通，信号MEA＜原有基准信号，调节管关断；信号MEA＞新增基准信号，保护管导通，信号MEA＜新增基准信号，保护管关断。3.如权利要求2所述的航天器电源系统分流调节电路防短路控制方法，其特征在于，n+1路基准信号电压大小关系有：基准信号Ref1＞基准信号Ref2＞…＞基准信号Refi＞基准信号Ref(i...

【专利技术属性】
技术研发人员：程新，韦云，王胜佳，薛鸿翔，杨佩，俞伟，罗霄，杨华，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31