【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航天器供电系统，具体涉及航天器电源母线的隔离、保护和恢复措施，用于指导高轨大功率航天器电源系统母线可靠性设计。
技术介绍
1、电源分系统是航天器关键分系统之一，为航天器在轨运行提供电能保障。目前超过90％国内外航天器电源分系统采用太阳电池-蓄电池组供电系统设计，通过电源控制器将太阳电池阵、蓄电池组的能量进行调节，输出统一的电源母线并经过配电装置分配给多台用电负载使用，电源母线的可靠性安全性尤为关键。若母线发生故障而不能有效保护，将会导致航天器供电异常，不能正常工作，甚至任务失败。
2、目前国内外航天器按照供电母线分类，有单母线、双母线和多母线架构，选用单母线架构航天器占据了一半以上，无论是哪种母线架构和供电方式，母线的可靠性和安全性至关重要。但现有技术中缺少航天器电源母线故障隔离、保护和恢复的有效方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统和方法，解决了现有电源分系统无法有效实现航天器电源母线故障隔离、保护和恢复的技术问题。本专利技术整体上解决了高压大功率航天器单一母线系统故障后可靠性安全性技术难题，大幅提高了航天器电源系统供电可靠性。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术公开了一种用于航天器母线电压隔离、保护和恢复系统。太阳翼和蓄电池组等供电设备与卫星结构高阻浮地安装，一般为10～100kω电阻；太阳翼、蓄电池组至电源控制器功率通路采
4、本专利技术具体包括以下内容：
5、本专利技术航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统包括供电电源、电源控制器电路和配电单元；
6、供电电源通过第一电缆网将电信号输出至电源控制器电路；
7、电源控制器电路接收由供电电源输入的电信号，对电信号的电压和功率进行调节，得到电压稳定、功率适应负载的电信号，并通过电源母线和第二电缆网输出至配电单元；电源控制器电路中包含保护电路，保护电路用于根据电源母线的母线电压和母线电流实现对电源母线的保护或电源母线与供电电源的隔离；
8、配电单元接收由电源控制器输入的功率稳定的电信号，将功率稳定的电信号分配给各用电负载；
9、所述第一电缆网和第二电缆网采用双重绝缘导线。
10、进一步的，供电电源的机壳和第一电缆网和第二电缆网中的电源母线插接件采用高阻浮地的方式安装，所述高阻为10～100kω的电阻。
11、进一步的，供电电源包括蓄电池组和太阳电池阵；
12、电源控制器电路包括若干分流调节模块和若干放电调节模块；
13、蓄电池组输出的电信号通过第一电缆网输出至放电调节模块bcdr，放电调节模块bcdr用于稳定该电信号的输出电压；放电调节模块bcdr中设有第一保护电路，第一保护电路根据电源母线的母线电压和母线电流对放电调节模块bcdr中的电源变换电路进行保护或暂停保护，进而保护电源母线；
14、太阳电池阵输出的电信号通过第一电缆网输出至分流调节模块s3r，分流调节模块s3r用于稳定该电信号的功率；分流调节模块s3r中设有第二保护电路，第二保护电路根据电源母线的母线电流实现电源母线与地之间的隔离或连通，进而保护电源母线。
15、进一步的，放电调节模块bcdr中：
16、电源变换电路与蓄电池组正极之间设置输入功率开关，电源变换电路与电源母线之间设置输出功率开关；
17、第一保护电路实时采集电源母线的母线电流和母线电压；
18、当母线电压低于蓄电池组电压时，第一保护电路控制输入功率开关和输出功率开关闭合；
19、当母线电压不低于蓄电池组电压时，判断母线电流是否大于预设电流阈值，当母线电流大于预设电流阈值时，第一保护电路控制输入功率开关和输出功率开关断开，并在预设时间后重新闭合，当母线电流小于等于预设电流阈值时，保持输入功率开关和输出功率开关闭合。当输入功率开关和输出功率开关断开时，对放电调节模块bcdr进行保护，相当于将bcdr进行切除，实现对电源母线的保护。
20、进一步的，预设时间为10～50ms。
21、进一步的，分流调节模块s3r中，包含二极管、分流mos管和保护mos管；
22、二极管设于太阳电池阵的输出端和电源母线之间；太阳电池阵的输出端依次与分流mos管和保护mos管串联，保护mos管接地；
23、第二保护电路采集电源母线的母线电流，当母线电流大于预设电流阈值，第二保护电路控制保护mos管断开，实现地与电源母线之间的隔离。分流调节模块s3r的工作状态可能为分流态或供电态，如图3所示，分流态时，太阳电池阵输入一路经分流mos管和保护mos管接地，另一路经二极管输出至母线，供电态时，太阳电池阵输入经二极管输出至母线，当第二保护电路检测大的母线电流时，接地通路断开，s3r只能为供电态，实现对电源母线的保护。
24、进一步的，电源控制器电路中还包含两级母线过压保护模块；
25、当母线电压高于i级保护阈值时，第一级母线过压保护模块接通母线过压保护负载；
26、当母线电压高于ii级保护阈值时，第二级母线过压保护模块输出信号给充电调节模块，控制剩余能量对蓄电池组供电。
27、进一步的，配电单元中包含若干路配电支路，每一路配电支路中设置2～4支并联的熔断器。
28、进一步的，用电负载包括有效载荷和平台单机；
29、有效载荷的工作电压为93～110v，有效载荷工作时具备欠压保护功能；
30、平台单机的工作电压为70～110v；
31、当电源母线或负载发生短路故障时，电压跌落至有效载荷欠压保护阈值以下时，有效载荷进行关机，电压恢复且有效载荷收到指令时进行开机。
32、一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复方法，采用上述航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统实现，供电电源包括蓄电池组和太阳电池阵；
33、电源控制器电路包括分流调节模块和放电调节模块；
34、蓄电池组输出的电信号通过第一电缆网输出至放电调节模块bcdr，放电调节模块bcdr用于稳定该电信号的电压，并将电压稳定的电信号通过电源母线和第二电缆网输出至配电单元；放电调节模块bcdr中设有第一保本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统，其特征在于，包括供电电源、电源控制器电路和配电单元；
2.根据权利要求1所述的一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统，其特征在于，供电电源的机壳和第一电缆网和第二电缆网中的电源母线插接件采用高阻浮地的方式安装，所述高阻为10～100kΩ的电阻。
3.根据权利要求1所述的一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统，其特征在于，供电电源包括蓄电池组和太阳电池阵；
4.根据权利要求3所述的一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统，其特征在于，放电调节模块BCDR中：
5.根据权利要求4所述的一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统，其特征在于，预设时间为10～50ms。
6.根据权利要求3所述的一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统，其特征在于，分流调节模块S3R中，包含二极管、分流MOS管和保护MOS管；
7.根据权利要求3所述的一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统，其特征在于，电源控制器电路中还包含两级母线过压保护模块；
8.根据权利
9.根据权利要求1所述的一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统，其特征在于，用电负载包括有效载荷和平台单机；
10.一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统实现，供电电源包括蓄电池组和太阳电池阵；
...【技术特征摘要】
1.一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统，其特征在于，包括供电电源、电源控制器电路和配电单元；
2.根据权利要求1所述的一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统，其特征在于，供电电源的机壳和第一电缆网和第二电缆网中的电源母线插接件采用高阻浮地的方式安装，所述高阻为10～100kω的电阻。
3.根据权利要求1所述的一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统，其特征在于，供电电源包括蓄电池组和太阳电池阵；
4.根据权利要求3所述的一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统，其特征在于，放电调节模块bcdr中：
5.根据权利要求4所述的一种航天器电源母线故障隔离、保护和恢复系统，其特征在于，预设时间为10～50ms。
6.根据权利要求3所述的一种航天器电...
【专利技术属性】
技术研发人员：余文涛，魏强，庞智敏，赵欣博，张文爽，石明，孙世卓，雒东阳，王利然，李康，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。