一种基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于PCU‑NG的太阳电池阵分布及连接设计方法，所述方法包括如下步骤：(1)预设18个分流调节电路的分流调节顺序；其中，电源控制器包括1个电容模块、2个遥控遥测模块、6个分流调节模块和10个充放电调节模块；其中，每个分流调节模块包括三个相对应的分流调节电路；(2)将北太阳翼的北内板、北中板和北外板划分分阵，将南太阳翼的南内板、南中板和南外板划分分阵；(3)将步骤(1)中的分流调节电路与步骤(2)中相对应的分阵相连接。本发明专利技术针对配置PCU‑NG的地球同步轨道长寿命卫星电源系统，制定一种可靠地适用于PCU‑NG的太阳电池阵连接方案，从而提高星上电源在轨工作的先进性。

A design method of solar array distribution and connection based on pcu-ng

The invention discloses a design method of distribution and connection of solar cell array based on PCU \u2011 ng, the method includes the following steps: (1) preset the shunt regulation sequence of 18 shunt regulation circuits, wherein the power controller includes 1 capacitance module, 2 remote control and telemetry modules, 6 shunt regulation modules and 10 charge discharge regulation modules, wherein each shunt regulation module includes three The corresponding shunt regulating circuit; (2) divide the North inner plate, the north middle plate and the north outer plate of the North solar wing into arrays, and divide the South inner plate, the south middle plate and the South outer plate of the South solar wing into arrays; (3) connect the shunt regulating circuit in step (1) with the corresponding array in step (2). Aiming at the earth synchronous orbit long life satellite power supply system configured with PCU NG, the invention develops a reliable connection scheme for solar cell array of PCU NG, thereby improving the advanced performance of on-board power supply on orbit.

【技术实现步骤摘要】
一种基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法
本专利技术属于PCU-NG的太阳电池阵
，尤其涉及一种基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法。
技术介绍
由于卫星性能和健壮性要求的提高，电源控制器进行了换代升级，相较于DFH-4PCU，PCU-NG在有效提供100V母线的同时，质量减少30％，转换效率等性能有效提升，同时成本节约15％～20％，并且可有效适应太阳翼功率效率提升的需求以及锂电池使用的需求，DFH-4E平台采用了PCU-NG。新一代的电源控制采用模块化设计，共有四种类型模块：SUN模块、TMTC模块、BCDR模块和CAPA模块。其中一个SUN包含了三个S3R电路，可有效防止单点故障(母线二极管并联冗余，分流MOSFET串联冗余)导致的一个太阳电池分阵的功率损失，设计了S3R保护电路，同时与GaAs太阳电池匹配度更高，无电容放电损耗。基于以上优点，PCU-NG取代PCU用于卫星上进行电源母线调节功能。然而，与传统PCU不同，PCU-NG采用模块化构造，一个SUN模块包含3个S3R电路，共有18级S3R电路。同时传统的太阳电池阵为单翼3块电池板，12个分阵，南北太阳电池阵共有24个分阵，如何实现PCU-NG和太阳电池阵的可靠匹配连接成为一个需要解决的问题，作为PCU-NG在高轨通信卫星中的首次应用，如何设计合理PCU-NG-太阳电池阵的匹配策略，保证电源系统应用的可靠性，具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法，针对配置PCU-NG的地球同步轨道长寿命卫星电源系统，制定一种可靠地适用于PCU-NG的太阳电池阵连接方案，从而提高星上电源在轨工作的先进性。本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：一种基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法，所述方法包括如下步骤：(1)预设18个分流调节电路的分流调节顺序；其中，电源控制器包括1个电容模块、2个遥控遥测模块、6个分流调节模块和10个充放电调节模块；其中，每个分流调节模块包括三个相对应的分流调节电路；(2)将北太阳翼的北内板、北中板和北外板划分分阵，将南太阳翼的南内板、南中板和南外板划分分阵；(3)将步骤(1)中的分流调节电路与步骤(2)中相对应的分阵相连接。上述基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法中，在步骤(1)中，6个分流调节模块包括第一分流调节模块、第二分流调节模块、第三分流调节模块、第四分流调节模块、第五分流调节模块和第六分流调节模块；其中，第一分流调节模块包括第4级分流调节电路、第12级分流调节电路和第20级分流调节电路；第二分流调节模块包括第5级分流调节电路、第13级分流调节电路和第21级分流调节电路；第三分流调节模块包括第3级分流调节电路、第11级分流调节电路和第19级分流调节电路；第四分流调节模块包括第6级分流调节电路、第14级分流调节电路和第22级分流调节电路；第五分流调节模块包括第2级分流调节电路、第10级分流调节电路和第18级分流调节电路；第六分流调节模块包括第7级分流调节电路、第15级分流调节电路和第23级分流调节电路。上述基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法中，在步骤(1)中，分流调节顺序为：第2级分流调节电路→第3级分流调节电路→第4级分流调节电路→第5级分流调节电路→第6级分流调节电路→第7级分流调节电路→第10级分流调节电路→第11级分流调节电路→第12级分流调节电路→第13级分流调节电路→第14级分流调节电路→第15级分流调节电路→第18级分流调节电路→第19级分流调节电路→第20级分流调节电路→第21级分流调节电路→第22级分流调节电路→第23级分流调节电路。上述基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法中，在步骤(2)中，北太阳翼包括北连接架、北内板、北中板和北外板；北连接架、北内板、北中板和北外板依次相连接；其中，北内板分为四个象限，左上象限为北太阳电池第一分阵PC-N1、左下象限为北太阳电池第二分阵PC-N2、右上象限为北太阳电池第三分阵PC-N3、右下象限为北太阳电池第四分阵PC-N4；北中板分为四个象限，左上象限为北太阳电池第五分阵PC-N5、左下象限为北太阳电池第六分阵PC-N6、右上象限为北太阳电池第七分阵PC-N7、右下象限为北太阳电池第八分阵PC-N8；北外板分为四个象限，左上象限为北太阳电池第九分阵PC-N9、左下象限为北太阳电池第十分阵PC-N10、右上象限为北太阳电池第十一分阵PC-N11、右下象限为北太阳电池第十二分阵PC-N12。上述基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法中，在步骤(2)中，南太阳翼包括南连接架、南内板、南中板和南外板；南连接架、南内板、南中板和南外板依次相连接；南内板分为四个象限，左上象限为南太阳电池第一分阵PC-S1、左下象限为南太阳电池第二分阵PC-S2、右上象限为南太阳电池第三分阵PC-S3、右下象限为南太阳电池第四分阵PC-S4；南中板分为四个象限，左上象限为南太阳电池第五分阵PC-S5、左下象限为南太阳电池第六分阵PC-S6、右上象限为南太阳电池第七分阵PC-S7、右下象限为南太阳电池第八分阵PC-S8；南外板分为四个象限，左上象限为南太阳电池第九分阵PC-S9、左下象限为南太阳电池第十分阵PC-S10、右上象限为南太阳电池第十一分阵PC-S11、右下象限为南太阳电池第十二分阵PC-S12。上述基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法中，在步骤(3)中，北太阳电池第一分阵PC-N1和北太阳电池第二分阵PC-N2通过电缆网并联后连接到第2级分流调节电路；南太阳电池第一分阵PC-S1和南太阳电池第二分阵PC-S2通过电缆网并联后连接到第3级分流调节电路；北太阳电池第五分阵PC-N5和北太阳电池第六分阵PC-N6通过电缆网并联后连接到第4级分流调节电路；南太阳电池第五分阵PC-S5和南太阳电池第六分阵PC-S6通过电缆网并联后连接到第5级分流调节电路；北太阳电池第九分阵PC-N9和北太阳电池第十分阵PC-N10通过电缆网并联后连接到第6级分流调节电路；南太阳电池第九分阵PC-S9和南太阳电池第十分阵PC-S10通过电缆网并联后连接到第7级分流调节电路；北太阳电池第三分阵PC-N3通过电缆网连接到第10级分流调节电路；南太阳电池第三分阵PC-S3通过电缆网连接到第11级分流调节电路；北太阳电池第七分阵PC-N7通过电缆网连接到第12级分流调节电路；南太阳电池第七分阵PC-S7通过电缆网连接到第13级分流调节电路；北太阳电池第十一分阵PC-N11通过电缆网连接到第14级分流调节电路；南太阳电池第十一分阵PC-S11通过电缆网连接到第15级分流调节电路；北太阳电池第四分阵PC-N4通过电缆网连接到第18级分流调节电路；南太阳电池第四分阵PC-S4通过电缆网连接到第19级分流调节电路；北太阳电池第八分阵PC-N8通过电缆网连接到第20级分流调节电路；南太阳电池第八分阵PC-S8通过电缆网连接到第21级分流调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n(1)预设18个分流调节电路的分流调节顺序；其中，电源控制器包括1个电容模块、2个遥控遥测模块、6个分流调节模块和10个充放电调节模块；其中，每个分流调节模块包括三个相对应的分流调节电路；/n(2)将北太阳翼的北内板、北中板和北外板划分分阵，将南太阳翼的南内板、南中板和南外板划分分阵；/n(3)将步骤(1)中的分流调节电路与步骤(2)中相对应的分阵相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)预设18个分流调节电路的分流调节顺序；其中，电源控制器包括1个电容模块、2个遥控遥测模块、6个分流调节模块和10个充放电调节模块；其中，每个分流调节模块包括三个相对应的分流调节电路；
(2)将北太阳翼的北内板、北中板和北外板划分分阵，将南太阳翼的南内板、南中板和南外板划分分阵；
(3)将步骤(1)中的分流调节电路与步骤(2)中相对应的分阵相连接。


2.根据权利要求1所述的基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法，其特征在于：在步骤(1)中，6个分流调节模块包括第一分流调节模块、第二分流调节模块、第三分流调节模块、第四分流调节模块、第五分流调节模块和第六分流调节模块；其中，
第一分流调节模块包括第4级分流调节电路、第12级分流调节电路和第20级分流调节电路；
第二分流调节模块包括第5级分流调节电路、第13级分流调节电路和第21级分流调节电路；
第三分流调节模块包括第3级分流调节电路、第11级分流调节电路和第19级分流调节电路；
第四分流调节模块包括第6级分流调节电路、第14级分流调节电路和第22级分流调节电路；
第五分流调节模块包括第2级分流调节电路、第10级分流调节电路和第18级分流调节电路；
第六分流调节模块包括第7级分流调节电路、第15级分流调节电路和第23级分流调节电路。


3.根据权利要求2所述的基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法，其特征在于：在步骤(1)中，分流调节顺序为：第2级分流调节电路→第3级分流调节电路→第4级分流调节电路→第5级分流调节电路→第6级分流调节电路→第7级分流调节电路→第10级分流调节电路→第11级分流调节电路→第12级分流调节电路→第13级分流调节电路→第14级分流调节电路→第15级分流调节电路→第18级分流调节电路→第19级分流调节电路→第20级分流调节电路→第21级分流调节电路→第22级分流调节电路→第23级分流调节电路。


4.根据权利要求3所述的基于PCU-NG的太阳电池阵分布及连接设计方法，其特征在于：在步骤(2)中，北太阳翼包括北连接架、北内板、北中板和北外板；北连接架、北内板、北中板和北外板依次相连接；其中，北内板分为四个象限，左上象限为北太阳电池第一分阵PC-N1、左下象限为北太阳电池第二分阵PC-N2、右上象限为北太阳电池第三分阵PC-N3、右下象限为北太阳电池第四分阵PC-N4；北中板分为四个象限，左上象限为北太阳电池第五分阵PC-N5、左下象限为北太阳电池第六分阵PC-N6、右上象限为北太阳电池第七分阵PC-N7、右下象限为北太阳电池第八分阵PC-N8；北外板分为四个象限，左上象限为北太阳电池第九分阵PC-N9、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利然，康庆，李乾宇，李峰，邢杰，李大正，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11