CN103227466B - 一种直流稳压电源对航天器通断电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流稳压电源对航天器通断电控制方法，将采样线与负载输入端连接直接获得负载的电压，从而保证了负载输入电压的稳定；负端采样线预接通，在正端采样线未接通的情况下保证了近端电压的稳定，负载端电压也约等于电压设定值；各台直流稳压电源的正端采样线通断独立控制，保证了在功率线未接通的情况下正端采样线不互相连接；各台直流稳压电源的功率输出串联二极管后再并联输出，避免了电源之间的电流倒灌；在负载功率增大时，直流稳压电源按设定电压高低顺次输出功率，保证了负载输入电压的稳定；各台直流稳压电源相互之间工作独立，任何一台失效不会导致其它电源失效，而且其它电源会自动输出功率，弥补失效电源所损失的功率。

Description

一种直流稳压电源对航天器通断电控制方法

技术领域

本发明涉及航天器测试领域，具体涉及一种直流稳压电源对航天器通断电控制方法。

背景技术

航天器测试过程中，由于单台直流稳压电源的输出功率有限，单台直流稳压电源往往无法满足某些型号航天器的测试需求，因此采用多台直流稳压电源集中对航天器供电是一种常用的航天器供电方式，通常的解决方法是使用多台电源同时为航天器供电，即并联接法供电，但由于航天器的特殊的供电需求，不能采用简单的并联对其供电。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种直流稳压电源对航天器通断电控制方法，能够采用多台直流稳压电源集中对航天器供电。

本发明的一种直流稳压电源对航天器通断电控制方法，包括如下步骤：

步骤1、采用N台直流稳压电源并联在航天器功率输入接口的两端，具体方法为：

将N台直流稳压电源的正输出端分别接一个功率输出开关和二极管后并联在航天器正输入端，将N台直流稳压电源的负输出端并联在航天器负输入端；

在N台直流稳压电源的正电压采样接口分别与航天器正输入端之间通过采样线串接一个采样开关；

N为大于或等于1的整数，由航天器负载的额定功率决定；

步骤2、给所有的直流稳压电源加电，同时确保所有的功率输出开关及采样开关处于断开状态；

步骤3、在给航天器负载加电前，对每一个直流稳压电源的输出电压进行设置：设置第n个直流稳压电源输出电压U1-(n-1)ΔU，输出电流I1；其中，U1为航天器最低的工作电压；I1为单台直流稳压电源的额定输出电流；ΔU为直流稳压电压输出电压的分辨率；n为1到N之间的整数；

步骤4、依次接通第一个直流稳压电源到第N个直流稳压电源的功率输出开关；

步骤5、依次接通第一个直流稳压电源第N个直流稳压电源的采样开关；

步骤6、设置第n个直流稳压电源输出电压U2-(n-1)ΔU，输出电流I2；由此完成航天器的加电过程；其中U2为航天器额定工作电压，I2为单台直流稳压电源的最大输出电流；

步骤7、在航天器负载需要断电前，对每一个直流稳压电源的输出电压进行设置：设置第n个稳压电源的输出电压U1-(n-1)ΔU，输出电流I1；其中n为1到N之间的整数；

步骤8、依次断开所有直流稳压电源的采样开关，然后再依次断开所有直流稳压电源的功率输出开关，则对航天器的加电程序完毕。

定期调整N台直流稳压电源的输出电压，从而均衡每台直流稳压电源的工作时间。

本发明具有如下有益效果：

1）将采样线与负载输入端连接直接获得负载的电压，从而保证了负载输入电压的稳定；

2）负端采样线预接通，在正端采样线未接通的情况下保证了近端电压的稳定，负载端电压也约等于电压设定值；

3）各台直流稳压电源的正端采样线通断独立控制，保证了在功率线未接通的情况下正端采样线不互相连接；

4）各台直流稳压电源的功率输出串联二极管后再并联输出，避免了电源之间的电流倒灌。

5）在负载功率增大时，直流稳压电源按设定电压高低顺次输出功率，保证了负载输入电压的稳定。

6）各台直流稳压电源相互之间工作独立，任何一台失效不会导致其它电源失效，而且其它电源会自动输出功率，弥补失效电源所损失的功率。

附图说明

图1为本发明的N台直流稳压电源向航天器负载并联供电原理图。

图2为本发明的航天器负载加断电过程母线电压变化曲线图。

图3为本发明的航天器负载母线电压随航天器电流需求变化曲线。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种直流稳压电源对航天器通断电控制方法，包括如下步骤：

步骤1、采用N台直流稳压电源并联在航天器功率输入接口的两端，具体方法为：

如图1所示，将N台直流稳压电源的正输出端分别接一个功率输出开关和二极管后并联在航天器正输入端，将N台直流稳压电源的负输出端并联在航天器负输入端；

在N台直流稳压电源的正电压采样接口分别与航天器正输入端之间通过采样线串接一个采样开关；

N为大于或等于1的整数，由航天器负载的额定功率决定；

步骤2、给所有的直流稳压电源加电，同时确保所有的功率输出开关及采样开关处于断开状态；

步骤3、在给航天器负载加电前，对每一个直流稳压电源的输出电压进行设置：设置第n个直流稳压电源输出电压U1-(n-1)ΔU，输出电流I1；其中，U1为航天器需求的加电电压，为保证航天器负载的安全，U1为航天器最低的工作电压；I1为单台直流稳压电源的额定输出电流；为保证航天器负载的安全，I1的大小要小于航天器负载实际工作时的母线电流；ΔU为直流稳压电压输出电压的分辨率；n为1到N之间的整数；

步骤4、依次接通第一个直流稳压电源到第N个直流稳压电源的功率输出开关；

步骤5、依次接通第一个直流稳压电源第N个直流稳压电源的采样开关；

步骤6设置第n个直流稳压电源输出电压U2-(n-1)ΔU，输出电流I2；由此完成航天器的加电过程；其中U2为航天器额定工作电压，I2为单台直流稳压电源的最大输出电流；

步骤7、在航天器负载需要断电前，对每一个直流稳压电源的输出电压进行设置：设置第n个稳压电源的输出电压U1-(n-1)ΔU，输出电流I1；其中n为1到N之间的整数；

步骤8、依次断开所有直流稳压电源的采样开关，然后再依次断开所有直流稳压电源的功率输出开关，则对航天器的加电程序完毕。

本发明的直流稳压电源对航天器通断电控制方法的工作原理为：当功率输出开关和采样开关都接通后，N台直流稳压电源向航天器负载供电，当航天器负载的工作电流小于直流稳压电源输出电流，且采样线采样到的航天器负载的电压低于第一台且大于其他直流稳压电源时，由于第一个直流稳压电源的输出电压最高，该电源具有最大的功率输出能力，第一台直流稳压电源根据采样电压下调输出电压，当调整到与航天器负载电压基本一致时，停止调整，电源工作在恒压模式；与此同时，与第一台直流稳压电源的工作原理相同，其他电源也根据采样线反馈的负载电压调整各自的输出电压，由于航天器负载的电压高于剩余的N-1台电源的输出电压，该N-1台电源一直下调输出电源，直到调整到0，对航天器没有输入为止，此时第一台直流稳压电源对航天器负载供电。

当航天器负载的电流增大到第一台直流稳压电源无法对其提供足够大的电流时，第一台直流稳压电源降低输出电压，提高输出电流，直到达到航天器负载所需要的电流值，则该台直流稳压电源工作在恒流模式；与此同时，第二台直流稳压电源开始向航天器负载提供电压，以维持航天器负载所需要的电压值，此时该台电源工作在恒压模式。如果第一台电源不能满足航天器负载的功率要求时，第二台电源降低电压，向负载提供功率，则第三台电源开始维持航天器负载的电压值，使其能正常工作。随着负载功率增大，其余直流稳压电源将会依次工作，最先输出功率的电源将会工作于恒流模式，最后输出功率的电源工作于恒压模式。因此，航天器负载端电压始终与最后参与功率输出的电源输出电压设定值相等。

根据上述内容可知，第一台直流稳压电源的工作时间最长，第二台、第三台…第N台的工作时间依次减少，考虑到直流稳压电源的损耗以及工作稳定性问题，将N台直流稳压电源设置的输出电压值定期轮换，以维持N台电源工作时间的均衡。

为了验证该方法，实验采用了两台6675A#J07直流稳压电源，一台6050A电子负载，按照步骤1中的方案连接。实验中设置U1=95V，I1=5A，ΔU=0.5V，U2=101V，I2=5A。

加断电过程对应的各时刻负载端输入电压值为：0时刻，0V；t1，94.2V；t2，95.0V；t3，101.02V；t4，95.02V；t5，93.99。电压变化过程与理论分析吻合。

在正端采样线未接通的情况下，负载端电压仅比设定值低0.8V（t1时刻的94.2V与t2时刻的95.0V），这种误差在负载的承受范围内。

实验中也加大了电子负载的输入电流，使得输入电流大于6675A#J07（No.1）输出电流，结果发现6675A#J07（No.2）随即输出功率，母线电压变为100.54V，6675A#J07（No.1）进入CC工作模式。输入电流减小后，6675A#J07（No.2）停止输出，6675A#J07（No.1）进入CV工作模式，母线电压又恢复到101V。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种直流稳压电源对航天器通断电控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 

步骤1、采用N台直流稳压电源并联在航天器功率输入接口的两端，具体方法为： 

将N台直流稳压电源的正输出端分别接一个功率输出开关和二极管后并联在航天器正输入端，将N台直流稳压电源的负输出端并联在航天器负输入端； 

在N台直流稳压电源的正电压采样接口分别与航天器正输入端之间通过采样线串接一个采样开关； 

N为大于或等于1的整数，由航天器负载的额定功率决定； 

步骤2、给所有的直流稳压电源加电，同时确保所有的功率输出开关及采样开关处于断开状态； 

步骤3、在给航天器负载加电前，对每一个直流稳压电源的输出电压进行设置：设置第n个直流稳压电源输出电压U1-(n-1)ΔU，输出电流I1；其中，U1为航天器最低的工作电压；I1为单台直流稳压电源的额定输出电流；ΔU为直流稳压电源输出电压的分辨率；n为1到N之间的整数； 

步骤4、依次接通第一个直流稳压电源到第N个直流稳压电源的功率输出开关； 

步骤5、依次接通第一个直流稳压电源到第N个直流稳压电源的采样开关； 

步骤6、设置第n个直流稳压电源输出电压U2-(n-1)ΔU，输出电流I2；其中U2为航天器额定工作电压，I2为单台直流稳压电源的最大输出电流；当航天器负载的工作电流小于直流稳压电源输出电流，且采样线采样到的航天器负载的电压低于第一台且大于其他直流稳压电源时，由于第一个直流稳压电源的输出电压最高，该电源具有最大的功率输出能力，第一台直流稳压电源根据采样电压下调输出电压，当调整到与航天器负载电压基本一致时，停止调整，电源 工作在恒压模式；与此同时，与第一台直流稳压电源的工作原理相同，其他电源也根据采样线反馈的负载电压调整各自的输出电压，由于航天器负载的电压高于剩余的N-1台电源的输出电压，该N-1台电源一直下调输出电源，直到调整到0，对航天器没有输入为止，此时第一台直流稳压电源对航天器负载供电，

当航天器负载的电流增大到第一台直流稳压电源无法对其提供足够大的电流时，第一台直流稳压电源降低输出电压，提高输出电流，直到达到航天器负载所需要的电流值，则该台直流稳压电源工作在恒流模式；与此同时，第二台直流稳压电源开始向航天器负载提供电压，以维持航天器负载所需要的电压值，此时该台电源工作在恒压模式，如果第一台电源不能满足航天器负载的功率要求时，第二台电源降低电压，向负载提供功率，则第三台电源开始维持航天器负载的电压值，使其能正常工作，随着负载功率增大，其余直流稳压电源将会依次工作，最先输出功率的电源将会工作于恒流模式，最后输出功率的电源工作于恒压模式； 

步骤7、在航天器负载需要断电前，对每一个直流稳压电源的输出电压进行设置：设置第n个稳压电源的输出电压U1-(n-1)ΔU，输出电流I1；其中n为1到N之间的整数； 

步骤8、依次断开所有直流稳压电源的采样开关，然后再依次断开所有直流稳压电源的功率输出开关，则对航天器的加电程序完毕。 

2.如权利要求1所述的一种直流稳压电源对航天器通断电控制方法，其特征在于，定期调整N台直流稳压电源的输出电压，从而均衡每台直流稳压电源的工作时间。