一种扩展性强的卫星太阳能电源标准模组制造技术

一种扩展性强的卫星太阳能电源标准模组，包括：太阳能电池组，其与卫星上用电设备电连接以形成母线，用于接受阳光进行光电转换后将电力供给用电设备；控制管理模块按照其采集太阳能电池组输出电压与输出电流以生成最优MPPT控制指令并根据指令调控太阳能电池组输出功率的方式电连接至母线中，所述太阳能电池组设置在安装固定板内，所述固定安装板按照其内设置在所述太阳能电池组底部的弹性层在振动时发生弹性形变的方式对所述太阳能电池组做出弹性缓震支撑。做出弹性缓震支撑。做出弹性缓震支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种扩展性强的卫星太阳能电源标准模组


[0001]本技术涉及一种卫星使用的电源模组，尤其涉及一种扩展性强的卫星太阳能电源标准模组。

技术介绍

[0002]目前，卫星技术成为各国航天技术的一个发展方向，其中微型卫星以其体积小、质量轻、成本低等特点广泛受到人们关注。微型卫星设计研制周期短、便于模块化和批量化生产，广泛采用其他卫星不具备的优势。
[0003]随着商业航天的发展，对商业卫星提出了更严苛的要求，商业卫星的核心诉求就是：研制成本低、研制周期短，即商业航天的业务模式决定卫星需要从单个定制转向产品化、系列化、货架化，也因此要求商业卫星的设计和研制具有良好的适应性和可扩展性。卫星能源系统作为卫星系统的一大组成部分，其要求同样如此，适应性广，可扩展性强是商业卫星能源系统的重要设计思想之一。
[0004]卫星的电源系统是卫星的几大核心系统之一，担负着为整星供电的重要任务，是卫星的生命线。对于低轨道微小卫星来说，电源系统必须有可靠性高、体积小、质量轻、效率高等特点。
[0005]CN107579587A公开了一种适用于LEO卫星的能源系统及其控制方法，其包含太阳能电池阵、PPT电路单元、蓄电池组、电容阵、卫星平台负载和遥测遥控单元；其中MPPT电路单元采用三个并联的DC
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DC转换模块对太阳能电池阵按照三冗余热备份方式进行峰值功率跟踪，MPPT电路单元采用多数表决控制电路进行闭环控制，每一个控制电路根据太阳电池阵模块的输出电压信号和输出电流信号以及蓄电池组的电压信号和电流信号，生成驱动信号对与其对应的MPPT电路进行闭环控制，以实现对太阳电池阵模块的最大功率跟踪以及对蓄电池组的充电管理。
[0006]该技术利用MPPT算法对太阳能电池阵进行输出功率优化，但其太阳能电池板属于卫星在太空中的能源中心，具有较为重要的价值，该现有技术中并未提出对于太阳能电池板的减震技术手段，因此可能会造成太阳能电池组因为振动失效而导致整个卫星无法正常运行。

技术实现思路

[0007]为解决上述现有技术中存在的至少一部分问题，本技术提供了一种扩展性强的卫星太阳能电源标准模组，包括：太阳能电池组，其与卫星上用电设备电连接以形成母线，用于接受阳光进行光电转换后将电力供给用电设备；控制管理模块按照其采集太阳能电池组输出电压与输出电流以生成最优 MPPT控制指令并根据指令调控太阳能电池组输出功率的方式电连接至母线中，所述太阳能电池组设置在安装固定板内，所述安装固定板按照其内设置在所述太阳能电池组底部的弹性层在振动时发生弹性形变的方式对所述太阳能电池组做出弹性缓震支撑。
[0008]优选地，安装固定板包括底座层和安装层，弹性层由数个弹簧组成，弹簧一端连接至底座层并且另一端连接至安装层，其中，当太阳能电池组安装在安装层上时，弹性层的弹簧相关参数配置为使得底座层在放置在地面上时太阳能电池组平行于地面。
[0009]优选地，安装层接触弹性层的一面按照配合每一个弹簧的周向尺寸大小以及弹簧接触位置的方式向内开设有对应弹簧数量的弹簧槽，使得弹性层中的所有弹簧均能够一一对应地连接至弹簧槽内部。
[0010]优选地，在太阳能电池组和安装层四周套设有包裹层，包裹层被配置为横截面具有C形开口构型的中空环状结构，并且包裹层的横截面纵向尺寸按照配合太阳能电池组与安装层厚度之和的方式设置。
[0011]优选地，安装层、太阳能电池组以及弹性层组成的组合周侧设置有盖体，盖体配置为剖面呈倒U形的构型，盖体底部开设有通孔使得太阳能电池组能够透过盖体接收到阳光。
[0012]优选地，控制管理模块包括IC芯片，其中，IC芯片按照其采集输出电压与输出电流并根据其上储存的MPPT算法生成最优MPPT指令的方式电连接至太阳能电池组的电力输出端，控制管理模块根据最优MPPT指令调控太阳能电池组输出功率。
[0013]优选地，控制管理模块由至少2个IC芯片组成，其中，2个IC芯片及其配套的电路互为独立设置，使得控制管理模块内形成了至少2套完整的IC 芯片。
[0014]优选地，太阳能电池组按照使得其能够扩大光接触面积的方式环绕设置在卫星表面之上，其中，太阳能电池组至少能够由以下材料的一种组成：三结砷化镓(GaInP2/GaAs/Ge)材料、铜铟硒(CuInSe2)材料、铜铟镓硒(CIGS) 材料以及TiO2材料制成的纳米晶体材料。
[0015]优选地，在用电设备需要的电能小于太阳能电池组时，太阳能电池组还能够电连接至蓄电池组以形成充电回路，其中，IC芯片电连接至蓄电池组的电力输入端。
[0016]优选地，控制管理模块电连接至太阳能电池组的线路之间设置有DC
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DC 转换器。
[0017]本技术具有的有益技术效果：
[0018]通过在太阳能电池组周侧设置具有缓冲减震功能的安装固定板，使得通常作为板状设置的太阳能电池组能够在卫星升空以及在轨运行过程遇到的强烈振动得以被减缓，有效防止了因为振动并且在太空中缺乏有效的人工维护的情况下导致太阳能电池组振动故障或失效的问题发生。
附图说明
[0019]附图1为本技术整体电路连接原理图；
[0020]附图2为本技术控制管理模块电路原理图；
[0021]附图3为本技术缓震装置与蓄电池箱体结构示意图；
[0022]附图4为本技术安装固定板主视图；
[0023]附图5为本技术安装固定板俯视图；
[0024]图中：100、太阳能电池组；200、控制管理模块；210、IC芯片；220、控制回路；300、蓄电池组；400、用电设备；500、蓄电池箱体；600、缓震装置；610、缓震垫；620、缓震杆；630、缓震框架；700、安装固定板； 710、底座层；720、弹性层；730、安装层；740、包裹层；750、盖体。
具体实施方式
[0025]下面结合附图进行详细说明。
[0026]图1展示了一种卫星太阳能电源模块，由于本技术被用于对卫星在太空中使用，因此本技术至少包括用于在太空获取太阳能源作为卫星主要能源来源的太阳能电池组100。该太阳能电池组100由数个按照一定排布方式设置的太阳能电池组合形成。
[0027]每个太阳能电池为一种片状或板块状结构，其中，为获得一定的光电转换的效率，太阳能电池采用的材料可以选择多种新颖的复合材料，例如三结砷化镓(GaInP2/GaAs/Ge)材料、铜铟硒(CuInSe2)材料、铜铟镓硒(CIGS) 材料、TiO2等材料制成的纳米晶体材料以及单晶硅单体材料，上述不同材料具有不同的光电转换效率，例如三结砷化镓光电转换效率在28％以上，而单晶硅单体材料光电转换效率仅在12
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14％左右，然而三结砷化镓因为制造工艺复杂而成本较高。因此选择太阳能电池组100的材料需要根据其应用卫星的使用需求、工作环境、制造预算等参看因素综合选择。
[0028]太阳能电池组100可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星太阳能电源标准模组，包括：太阳能电池组(100)，其与卫星上用电设备(400)电连接以形成母线，用于接受阳光进行光电转换后将电力供给用电设备(400)；其特征在于，控制管理模块(200)按照其采集所述太阳能电池组(100)输出电压与输出电流以生成最优MPPT控制指令并根据指令调控太阳能电池组(100)输出功率的方式电连接至所述母线中，所述太阳能电池组(100)设置在安装固定板(700)内，所述安装固定板(700)按照其内设置在所述太阳能电池组(100)底部的弹性层(720)在振动时发生弹性形变的方式对所述太阳能电池组(100)做出弹性缓震支撑。2.根据权利要求1所述的电源标准模组，其特征在于，所述安装固定板(700)包括底座层(710)和安装层(730)，所述弹性层(720)由数个弹簧组成，所述弹簧一端连接至所述底座层(710)并且另一端连接至所述安装层(730)，其中，当所述太阳能电池组(100)安装在所述安装层(730)上时，所述弹性层(720)的弹簧相关参数配置为使得所述底座层(710)在放置在地面上时所述太阳能电池组(100)平行于地面。3.根据权利要求2所述的电源标准模组，其特征在于，所述安装层(730)接触弹性层(720)的一面按照配合每一个所述弹簧的周向尺寸大小以及弹簧接触位置的方式向内开设有对应所述弹簧数量的弹簧槽，使得所述弹性层中的所有所述弹簧均能够一一对应地连接至所述弹簧槽内部。4.根据权利要求3所述的电源标准模组，其特征在于，在所述太阳能电池组和所述安装层(730)四周套设有包裹层(740)，所述包裹层(740)被配置为横截面具有C形开口构型的中空环状结构，并且所述包裹层(740) 的横截面纵向尺寸按照配合所述太阳能电池组(100)与所述安装层(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：向晓霞，杨峰，任维佳，杜健，
申请(专利权)人：绵阳天仪空间科技有限公司，
类型：新型
国别省市：