RBC带载复合母线体制卫星加断电测试方法技术

本发明专利技术公开了一种RBC带载复合母线体制卫星加断电测试方法。首先提出预加电VI曲线，解决传统测试以最小功率曲线加断电时，多台地面电源并行输出引起的RBC保护和母线欠压；并设计蓄电池功率继电器通断和VI曲线切换的次序，防止曲线切换引起短暂性母线欠压；其次，精确调整地面电源供电输出功率，对RBC后端非直通配电分系统供电，规避RBC后端负载加载引起的卫星母线欠压；再次精确调整地面电源供电输出功率，限制蓄电池功率继电器通断时的充电电流，避免功率继电器触点粘连。本发明专利技术优化RBC带载复合母线体制卫星加断电测试，解决传统测试时采用最小功率曲线加断电引发的RBC保护和卫星母线欠压问题，并有效规避蓄电池继电器通断时发生的触点粘连风险。时发生的触点粘连风险。时发生的触点粘连风险。

【技术实现步骤摘要】
RBC带载复合母线体制卫星加断电测试方法


[0001]本专利技术涉及航天器供配电测试
，具体涉及一种RBC带载复合母线体制卫星加断电测试方法。

技术介绍

[0002]复合母线体制供配电分系统采用不调节母线经全调节母线变换器(Regulated Bus Converter，RBC)输出全调节母线的拓扑结构，具有负载波动对全调节母线性能影响小、供配电分系统功率质量密度高的优点，适合用于大功率、脉冲负载特性的卫星。复合母线体制卫星由全调节母线和不调节母线组成，其中全调节母线由不调节母线经RBC变换得到，然而，对于RBC带载复合母线体制卫星，在卫星加断电测试过程中，易发生母线欠压及蓄电池功率继电器触点粘连问题，主要分析如下。
[0003]RBC带载复合母线体制卫星中，供配电分系统RBC后端会配备配电直通负载，以减小配电器失效风险、提高分系统整体可靠性。但是，由于配电直通负载的影响，卫星加断电时RBC为带载状态，使得复合母线体制卫星加断电对地面电源要求较高。地面电源供电功率需在数十毫秒内达到RBC后端负载功率需求值，否则星上RBC将自动启动断电保护机制，从而引发卫星母线欠压。地面电源为太阳电池阵模拟器(SAS，Solar Array Simulator)。
[0004]传统卫星测试加断电时，一般均采用卫星测试最小功率曲线、多台地面电源并行输出的方法，模拟卫星进出地影时太阳电池阵的输出特性，再进行整星测试；多台地面电源并行输出存在时差，该方法难以达到上述RBC带载加断电对地面电源功率和响应时间一致性的要求，容易引起RBC保护和母线欠压问题。因此，有必要重新设计卫星加断电RBC带载方法，防止发生卫星母线欠压问题。
[0005]另一方面，复合母线体制卫星采用蓄电池组与不调节母线并联设计，蓄电池组与不调节母线之间设置功率继电器开关，通过控制功率继电器通断实现对两者的并联控制。但是复合母线体制卫星加断电中，在对功率继电器进行通断动作时，若不对地面电源供电曲线电流进行精确控制，将可能引发继电器触点粘连和熔断事故。现有卫星断电时，地面电源是逐台断开，而且每台断开都要核对并遥测，效率比较低。因此，为解决这一问题，必须采取措施对蓄电池继电器通断动作时的充电电流大小进行严格约束，防止出现蓄电池通断安全事故。
[0006]总体来说，复合母线体制卫星供配电采用带载启功和全调节/不调节混合母线设计，卫星加断电过程对地面电源的瞬态功率、输出时间、供电曲线电流均有严格要求，测试时易发生母线欠压及蓄电池功率继电器触点粘连问题。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供了一种RBC带载复合母线体制卫星加断电测试方法，设计预加电VI曲线，并优化整星加断电流程，能够在整星测试阶段，有效防止卫星加断电时RBC带载发生母线欠压，同时降低蓄电池功率继电器通断时存在的触点粘连风险，从而提升复合
母线体制卫星测试的供电安全性和可靠性。
[0008]为优化地面电源VI曲线，可采用单台电源，用预加电VI曲线：增大VI曲线的最大功率点电流，从而增大VI曲线的最大功率点功率。
[0009]所述预加电VI曲线，其最大功率点电流I
mp
(C0)为最小功率曲线C1的最大功率点电流I
mp
(C1)的q倍,且不超过地面电源最大输出电流I
GSAS
，q∈[10,16]；且最大功率点电流其中Ps(i)为卫星初始加电时第i个直通配电分系统负载功率，U
mp
(C0)为最大功率点电压，i≥1，k≥1.1，其中k为电流系数；且最大功率点电压U
mp
(C0)>U(Bb)，其中U(Bb)为卫星初始加电时蓄电池组实际电压。卫星初始加电状态，即为卫星的供配电分系统和RBC后端直通配电的负载工作，此时采用单台电源，用预加电VI曲线即可。
[0010]其设计思路为：地面电源总功率满足RBC后端直通配电分系统，一般采用单台地面电源即可。加电时，在设置卫星测试最小功率VI曲线前，增加设置预加电VI曲线；断电时，先恢复到最小功率VI曲线，再切换为预加电VI曲线，最后关闭地面电源。
[0011]上述设计中，由于加电过程应用了预加电VI曲线C0，无需考虑多台地面电源输出功率的响应时间不一致问题，因此可以避免发生RBC保护和母线欠压。需要注意的是，考虑在地面电源切换的过程，如果在星上蓄电池未接通(蓄电池功率继电器开关未闭合)的状态下进行VI曲线切换，则卫星在曲线切换瞬间将存在短暂性的母线欠压，因此在上述设计中先接通蓄电池，再进行地面电源VI曲线切换。
[0012]具体思路为：在RBC带载复合母线体制卫星加电初始时，设置预加电VI曲线，采用单台地面电源，在闭合蓄电池功率继电器开关的前提下，先将地面电源输出预加电VI曲线，再切换为最小功率VI曲线；在RBC带载复合母线体制卫星断电测试时，在闭合蓄电池功率继电器开关的前提下，先将地面电源VI曲线设置为最小功率VI曲线，再切换为预加电VI曲线，断开蓄电池功率继电器开关，最后关闭地面电源。
[0013]考虑到星上电源的负载包括RBC后端直通配电分系统和RBC后端非直通配电分系统，直通配电分系统在卫星加电初始就工作；非直通配电分系统在整星加电后，设置星上的配电开关为闭合后，再通电工作。而采用单台电源，可以给RBC后端直通配电分系统供电，但难以满足增加的非直通配电分系统功率需求。
[0014]因此，启动RBC后端非直通配电分系统时，地面电源的输出功率和P(M)应满足：P(M)≥∑(Ps(i))+∑(Pusb(j))，其中j≥1，地面电源数目为M，Ps(i)为卫星初始加电时第i个直通配电分系统负载功率，Pusb(j)为卫星加电测试时有供电需求的第j个RBC后端非直通配电的分系统负载功率；使地面电源提供的功率刚好满足星上初始加电(含直通)、非直通配电分系统的功率需求。RBC后端非直通配电由卫星配电管理器完成。输出M台地面电源时，可以设置多台电源并行输出，此时按照预加电VI曲线，M台地面电源供电功率之和可以满足星上初始加电(含直通)以及RBC后端非直通配电分系统对地面电源功率的功率要求，不会引起母线欠压问题。
[0015]非直通配电分系统上电后，可具备向地面传输整星遥测信息的能力，便于全面检查卫星各个分系统状态的正确性。同时，也保证在蓄电池开关接通时能监测蓄电池充电电流遥测值，确保该遥测值处于正常范围。
[0016]为保证在加电过程中蓄电池开关接通(或断电过程中蓄电池开关断开)时的安全
性，对蓄电池继电器通断动作时的充电电流大小进行严格约束，进行如下设计：所使用的地面电源输出功率和P(N)应满足：P(N)
‑
[∑(Ps(i))+∑(Pusb(j))]∈(0,Pmax(Bps))，其中N为地面电源数目，Pmax(Bps)为卫星蓄电池功率继电器通断时最大安全充电功率；Pmax(Bps)＝I(Bps)*U(Bps)，其中U(Bps)为卫星蓄电池功率继电器通断时蓄电池组实际电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种RBC带载复合母线体制卫星加断电测试方法，其特征在于，加电测试时，首先采用单台地面电源，按照预加电VI曲线C0输出，给RBC后端直通配电分系统加电；接着采用M台地面电源，按照预加电VI曲线C0输出，给RBC后端直通和非直通配电分系统加电；然后采用N台地面电源，按照预加电VI曲线C0输出，给RBC后端直通和非直通配电分系统加电，且给蓄电池充电；确认蓄电池功率继电器接通时，卫星遥测状态为正常状态，即可切换为最小功率VI曲线C1；最后输出全部X台地面电源，加电完成，建立初始测试状态，开始卫星测试；所述预加电VI曲线C0，其最大功率点电流I
mp
(C0)满足：qI
mp
(C1)<I
mp
(C0)<I
GSAS
，其中，q∈[10,16]，I
mp
(C1)为最小VI功率曲线C1的最大功率点电流，I
GSAS
为单台地面电源最大输出电流；且最大功率点电流电流；且最大功率点电流其中U
mp
(C0)为最大功率点电压，i≥1，其中k为电流系数，k≥1.1，Ps(i)为卫星初始加电时第i个直通配电分系统负载功率；最大功率点电压U
mp
(C0)>U(Bb)，其中U(Bb)为卫星加电测试时蓄电池组实际电压。2.如权利要求1所述的一种RBC带载复合母线体制卫星加断电测试方法，其特征在于，断电测试时，将卫星恢复到初始测试状态，即按照最小功率VI曲线C1，由全部X台地面电源输出，给RBC后端直通、非直通配电分系统和蓄电池供电，其他分系统已断电；先禁止全部地面电源输出，切换为预加电VI曲线C0后，再由N台地面电源输出；确认卫星遥测状态为正常状态，然后断开蓄电池功率继电器，并依次将卫星RBC后端非直通、直通配电分系统断电。3.如权利要求1所述的一种RBC带载复合母线体制卫星加断电测试方法，其特征在于，M台地面电源的总输出功率和P(M)应满足：P(M)≥∑(Ps(i))+∑(Pusb(j))，其中j≥1，地面电源数目为M，Pusb(j)为卫星加电测试时有供电需求的第j个RBC后端非直通配电的分系统负载功率；N台地面电源的总输出功率P(N)应满足：P(N)
‑
[∑(Ps(i))+∑(Pusb(j))]∈(0,Pmax(Bps))，Pmax(Bps)为卫星蓄电池功率继电器通断时最大安全充电功率；Pmax(Bps)＝I(Bps)*U(Bps)，其中I(Bps)为卫星蓄电池功率继电器通断时最大安全充电电流，U(Bps)为卫星蓄电池功率继电器通断时蓄电池组实际...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜剑波，王大伟，张庆君，赵秉吉，梁健，赵佳怡，胡月，宁相伟，郝志雅，乔明，杨宏宇，于忠江，安亮，鹿才华，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：