CN113067326A - 一种分布式多母线卫星电源系统 - Google Patents

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鲁伟
王保平
赵春阳
陈洪涛
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Abstract

本发明公开了一种分布式多母线卫星电源系统，属于卫星电源技术领域，其特征在于，包括：为常值负载提供电能的一条全调节稳定母线；为脉冲负载提供电能的N条不调节低阻抗母线；N为大于1的自然数；N+1个太阳电池阵；N+1个蓄电池组；其中：每个太阳电池阵通过一个电源控制器与一个蓄电池组连接；第一电源控制器通过全调节稳定母线与常值负载连接；其他N个电源控制器分别通过一条不调节低阻抗母线与脉冲负载连接；所述全调节稳定母线与每条不调节低阻抗母线之间连接有隔离型双向DC/DC变换器。采用了一条全调节稳定母线、N条不调节低阻抗母线和N个隔离型双向DC/DC变换器，提高了卫星电源系统可靠性、供电灵活性、功率扩展性。

Description

一种分布式多母线卫星电源系统
技术领域
本发明属于卫星电源技术领域，具体涉及一种分布式多母线卫星电源系统。
背景技术
目前国内外合成孔径雷达卫星、大功率综合化遥感卫星电源系统广泛采用双母线供电体制，常值负载采用全调节稳定母线进行供电，脉冲负载采用不调节低阻抗母线进行供电，双母线供电体制避免了单一母线统一供电时不同类型负载之间的相互耦合和干扰。卫星电源系统双母线供电体制示意图如图1所示。但随着卫星负载功率的不断提升，卫星电源系统双母线供电体制的系统可靠性、供电灵活性、功率扩展性随之减低，传统的双母线供电体制已无法满足大功率卫星高可靠、高弹性的供电需求。因此亟需提出一种新的卫星电源系统供电体制。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提出一种分布式多母线卫星电源系统，解决传统双母线供电体制在大功率场合下，卫星电源系统可靠性差、弹性不足的问题，既满足常值负载高精度稳定供电，又适应强脉冲负载瞬时高功率输出，实现大功率电源系统对不同类型负载的高品质供电。
本发明的目的是提供一种分布式多母线卫星电源系统，包括：
为常值负载提供电能的一条全调节稳定母线；
为脉冲负载提供电能的N条不调节低阻抗母线；N为大于1的自然数；
N+1个太阳电池阵；
N+1个蓄电池组；其中：
每个太阳电池阵通过一个电源控制器与一个蓄电池组连接；第一电源控制器通过全调节稳定母线与常值负载连接；其他N个电源控制器分别通过一条不调节低阻抗母线与脉冲负载连接；所述全调节稳定母线与每条不调节低阻抗母线之间连接有隔离型双向DC/DC变换器。
优选地，所述隔离型双向DC/DC变换器默认处于冷备份状态，不工作；在指令使能条件下，隔离型双向DC/DC变换器工作于待机状态；在全调节稳定母线或不调节低阻抗母线输出功率不能满足对应负载的功率需求时，隔离型双向DC/DC变换器自动由功率富余母线向功率不足母线进行供电。
本申请的有益效果是：
本发明不仅灵活实现了不同母线间的能量共享，使母线互为备份，提高了系统的可靠性，而且分布式的多母线体制大大提高了功率的可扩展能力，系统的弹性显著增强；
1.本发明实现了卫星电源系统的分布式、多母线供电，既有利于不同类型负载的高品质供电，又有利于卫星功率的灵活扩展和弹性化设计；
2.本发明卫星电源系统采用了隔离型双向DC/DC变换器，灵活实现了不同母线间的能量共享，使母线互为备份，提高了系统的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为传统卫星电源系统双母线供电体制示意图；
图2为本发明优选实施例的电路图；
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参阅图2，一种分布式多母线卫星电源系统，适用于大功率、高可靠卫星。与现有技术相比，本发明具有高可靠、高弹性的优点，尤其适用于大功率合成孔径雷达卫星、综合化遥感卫星等功率需求大、可靠性要求高的卫星；包括：
为常值负载提供电能的一条全调节稳定母线；
为脉冲负载提供电能的N条不调节低阻抗母线；N为大于1的自然数；
N+1个太阳电池阵；
N+1个蓄电池组；其中：
每个太阳电池阵通过一个电源控制器与一个蓄电池组连接；第一电源控制器通过全调节稳定母线与常值负载连接；其他N个电源控制器分别通过一条不调节低阻抗母线与脉冲负载连接；所述全调节稳定母线与每条不调节低阻抗母线之间连接有隔离型双向DC/DC变换器。
太阳电池阵1、蓄电池组1和电源控制器1为常值负载提供一条全调节稳定母线；太阳电池阵N+1、蓄电池组N+1、电源控制器N+1为脉冲负载N提供第N条不调节低阻抗母线；隔离型双向DC/DC变换器N实现全调节稳定母线与第N条不调节低阻抗母线之间的电能传输。隔离型双向DC/DC变换器默认处于冷备份状态，不工作；在指令使能条件下，隔离型双向DC/DC变换器工作于待机状态；在全调节稳定母线或不调节低阻抗母线输出功率不能满足对应负载的功率需求时，隔离型双向DC/DC变换器自动由功率富余母线向功率不足母线进行供电。
作为一种改进方案，上述分布式多母线卫星电源系统包含一条全调节稳定母线、N条不调节低阻抗母线，具有强大的功率扩展能力，满足不同的脉冲负载用电需求。此外，所述分布式多母线卫星电源系统包含N个隔离型双向DC/DC变换器，每条不调节低阻抗母线均可与全调节母线进行功率的双向传输，显著提高了电源系统的可靠性。常规工作模式下，全调节稳定母线和N条不调节低阻抗母线分别独立工作，各母线分别为对应的负载进行供电，N个隔离型双向DC/DC变换器处于冷备份状态，不工作，各母线之间为物理断开状态，无电气连接；在高可靠工作模式下，通过星务计算机发送指令，可让任意的隔离型双向DC/DC变换器工作于待机状态，此时全调节稳定母线与不调节低阻抗母线通过隔离型双向DC/DC变换器实现了电气连接，一旦某条母线输出功率不足时，功率富余母线自动向功率不足母线进行供电，供电能力取决于隔离型双向DC/DC变换器的功率输出能力。
本发明采用了一条全调节稳定母线、N条不调节低阻抗母线和N个隔离型双向DC/DC变换器，提高了卫星电源系统可靠性、供电灵活性、功率扩展性。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种分布式多母线卫星电源系统，其特征在于，至少包括：
为常值负载提供电能的一条全调节稳定母线；
为脉冲负载提供电能的N条不调节低阻抗母线；N为大于1的自然数；
N+1个太阳电池阵；
N+1个蓄电池组；其中：
每个太阳电池阵通过一个电源控制器与一个蓄电池组连接；第一电源控制器通过全调节稳定母线与常值负载连接；其他N个电源控制器分别通过一条不调节低阻抗母线与脉冲负载连接；所述全调节稳定母线与每条不调节低阻抗母线之间连接有隔离型双向DC/DC变换器。
2.根据权利要求1所述的分布式多母线卫星电源系统，其特征在于：所述隔离型双向DC/DC变换器默认处于冷备份状态，不工作；在指令使能条件下，隔离型双向DC/DC变换器工作于待机状态；在全调节稳定母线或不调节低阻抗母线输出功率不能满足对应负载的功率需求时，隔离型双向DC/DC变换器自动由功率富余母线向功率不足母线进行供电。
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