CN108023380B - 电源控制器单母线架构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源控制器单母线架构，包括：若干个并联的电源控制器，以及主误差放大器，各电源控制器之间通过总母线连接，每一电源控制器与所述主误差放大器连接，且每一电源控制器的输出端连接对应的PDU或负载，各电源控制器输出的母线电压一致。本发明通过对小功率等级的PCU（电源控制器）的统一调度，实现整机上的高压超大功率，适用于多种较小功率等级“模块”的功率扩展，实现一体化电源控制器架构；而且该架构采用高压母线，在相同输出功率等级下降低了负载电流，进而降低了大电流带来的发热和损耗等问题。

Description

电源控制器单母线架构
技术领域
本发明涉及电源控制器技术领域，尤其涉及一种电源控制器单母线架构。
背景技术
随着蓄电池等储能设备的发展，储能电源的需求不断提高。同时，卫星和航天器的电源功率需求也在不断提高，因此，对超大功率电源控制器的设计提出了新的要求。
发明内容
本发明提供一种可以实现高压大功率的电源控制器单母线架构。
为实现上述目的，本发明提供的一种电源控制器单母线架构，包括：若干个并联的电源控制器，以及主误差放大器，各电源控制器之间通过总母线连接，每一电源控制器与所述主误差放大器连接，且每一电源控制器的输出端连接对应的配电单元PDU或负载，各电源控制器输出的母线电压一致。
其中，所述电源控制器包括：由功率调节单元、太阳能电池、蓄电池构成的拓扑结构，其中，所述功率调节单元的输出端与PDU连接；所述太阳能电池及蓄电池分别与所述功率调节单元的输入端连接。
其中，所述单母线架构对于多种功率拓扑，所述功率调节单元可为多端口变换器或多功能模块组成的多种形式的功率单元/系统，如以B3C拓扑为核心的三端口变换器，或S3R架构下的帆板功率调节模块、BCR、BDR功率模块组成的功率单元/系统其中，各电源控制器中的太阳能电池或蓄电池的电压不同。
其中，各电源控制器的输入端及输出端均与所述主误差放大器连接。
本发明的有益效果为：
本发明高压大功率电源控制器的单母线架构通过对小功率等级的PCU(电源控制器)的统一调度，实现整机上的高压超大功率，适用于多种较小功率等级“模块”的功率扩展，实现一体化电源控制器架构；而且该架构采用高压母线，在相同输出功率等级下降低了负载电流，进而降低了大电流带来的发热和损耗等问题。
附图说明
图1是本发明电源控制器单母线架构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提出一种电源控制器单母线架构，包括：若干个并联的电源控制器，以及主误差放大器，各电源控制器之间通过总母线连接，每一电源控制器与所述主误差放大器连接，且每一电源控制器的输出端连接对应的PDU(power distribution unit，配电单元)或负载，各电源控制器输出的母线电压一致。
各电源控制器的输入端及输出端均与所述主误差放大器连接，由此通过主误差放大器对小功率等级的PCU(电源控制器)的统一调度，实现整机上的高压超大功率。而且该架构采用高压母线，在相同输出功率等级下降低了负载电流，进而降低了大电流带来的发热和损耗等问题。
具体地，所述电源控制器包括：由功率调节单元、太阳能电池、蓄电池构成的拓扑结构，其中，所述功率调节单元的输出端与PDU或负载连接；所述太阳能电池及蓄电池分别与所述功率调节单元的输入端连接。
其中，功率调节单元所在的模块，代表一类可使SA、母线、电池之间实现能量调度的功率变换器，所述功率调节单元可为多端口变换器或多功能模块组成的多种形式的功率单元/系统，如以B3C拓扑为核心的三端口变换器，或S3R架构下的帆板功率调节模块、BCR、BDR功率模块组成的功率单元/系统。
本实施例中，各电源控制器中的太阳能电池或蓄电池的电压可以不同。
以下对本发明实施例方案进行详细阐述：
本发明提出的高压超大功率电源控制器单母线架构，可以实现高压大功率，适用于多种较小功率等级“模块”的功率扩展，本发明以一体化电源控制器架构为例进行说明。
本发明提出了一种适用于高压大功率电源控制器的单母线架构，该架构通过对小功率等级的PCU(电源控制器)的统一调度，实现整机上的超大功率。母线架构如图1所示，其中小PCU的功率调节单元可由多种架构实现，以B3C拓扑(一体化架构的核心拓扑，一种三端口变换器)为例，实现了MPPT功能，减小了太阳能帆板/太阳能电池的重量，且拓扑本身效率高，使电源控制器本身具有高功率密度的特点。
每个小PCU为等功率等级的小功率(相对小)，且单独配置太阳能电池(SA)和蓄电池(BAT)，形成一个“模块化”的小系统。实际上每个“模块”相当于一个可独立工作的小PCU，每个小PCU都受外环MEA(主误差放大器)的控制，但每个小PCU内部的蓄电池电压或太阳能电池的电压可能不同，故对于PCU外特性——母线电压而言，每个小PCU受统一的MEA值控制，保证了每个小PCU输出的母线电压一致。
在实际应用中，对于不同小PCU的内部，可能因为SA和BAT的状态不同而工作模式不同。比如，有的太阳能帆板存在遮挡，导致该小PCU工作在全供电(S3R架构)或MPPT(一体化或MPPT架构)下，而其他不受遮挡的太阳能帆板对应的小PCU则工作在分流(S3R架构)或非MPPT(一体化或MPPT架构)下。
该架构采用高压母线，在相同输出功率等级下降低了负载电流，进而降低了大电流带来的发热和损耗等问题。同时，该架构采用小PCU作为一个“模块”，小PCU是一个相对完整的PCU(只是没有MEA)，故小PCU内部的功率架构选择不受整体架构影响。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种电源控制器单母线架构，其特征在于，包括：若干个并联的电源控制器，以及主误差放大器，各电源控制器之间通过总母线连接，每一电源控制器与所述主误差放大器连接，且每一电源控制器的输出端连接对应的配电单元PDU或负载，各电源控制器输出的母线电压一致；
所述电源控制器包括：由功率调节单元、太阳能电池、蓄电池构成的拓扑结构，其中，所述功率调节单元的输出端与配电单元PDU或负载连接；所述太阳能电池及蓄电池分别与所述功率调节单元的输入端连接；
所述功率调节单元为S3R架构下的帆板功率调节模块、BCR、BDR功率模块组成的功率单元/系统。
2.根据权利要求1所述的电源控制器单母线架构，其特征在于，各电源控制器中的太阳能电池或蓄电池的电压不同。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的电源控制器单母线架构，其特征在于，各电源控制器的输入端及输出端均与所述主误差放大器连接。
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