JP2679348B2 - 人工衛星バス電圧制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は人工衛星バス電圧制御方式に関し、特に太陽
電池の発生電力に余裕がなく、かつ負荷電力の変動が大
きい人工衛星における人工衛星バス電圧制御方式に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の人工衛星バス電圧制御方式は、安定化バス方式
と非安定化バス方式があるが、それぞれ単独に用いられ
ており、１バス方式の衛星では上述したいずれかの方式
のみが採用されていた。

上述した安定化バス方式は、バッテリの出力をブース
トアップしてバス電圧の変動を抑圧するものであり、非
安定化バス方式は、日照時にはシャントデシペータを用
いてバス電圧の上限を制御し、日陰時にはバッテリの電
力を直接負荷に供給する形式でバス電圧の変動を抑圧す
るものである。

第２図は従来の非安定化バス方式における太陽電池の
負荷電流−出力電圧特性図である。第２図の斜線で示す
部分はバッテリ放電電力ｃを示し、ａは放電のままでバ
ッテリの電圧の回復が見込めない場合の負荷電流、また
ｂはバッテリの電圧の回復可能な場合の負荷電流を示
す。

また、上述した安定化バス方式においては、バス電圧
が低下することがないので、日照中であってもバッテリ
放電状態が継続することはないが、バッテリ放電時にブ
ーストコンバータを用いて電圧をブーストアップしてい
るので、このコンバータの電力ロスによりバッテリの放
電深度が深くなってしまうという欠点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の人工衛星バス電圧制御方式は、非安定
化バス方式においては、太陽電池の発生電力の余剰が負
荷電力に比べて少ない場合、極端な場合は負荷をショー
トさせると太陽電池の出力電圧はOV近くまで低下してし
まう。また、ショートまでいかなくても、負荷電力が太
陽電池の発生電力を上まわると、バス電圧は低下する
（バス電圧が下がると太陽電池発生電力も低下する）
が、バッテリ電圧に等しくなったところで不足電力をバ
ッテリから供給することによってカバーしている。この
とき、負荷が軽くなったときの負荷電力が、そのときの
太陽電池発生電力よりも大きいと、バッテリは放電のま
までバス電圧は回復しないという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の人工衛星バス電圧制御方式は、太陽光により
電力を発生する一対の太陽電池と； この太陽電池が出力する発生電力を蓄積し充放電動作
を行なうバッテリと； 前記一対の太陽電池の接続点に接続し、前記発生電力
の余剰分を消費するシャントデシペータと； 前記太陽電池の一方と接続し、衛星負荷に逆流防止を
図りながら前記発生電力を供給する第１のアイソレーシ
ョンダイオードと； 日照時にあって前記発生電力が過剰の場合、前記シャ
ントデシペータを動作させ過剰電力を消費させる電力制
御器と； 日照時にあって前記発生電力に余剰が有る場合、前記
第１のアイソレーションダイオードを経由して前記バッ
テリに充電し、かつ日陰時にあって前記発生電力が不足
する場合、前記バッテリの出力電圧を直接前記衛星負荷
に供給させるバッテリ充電制御器と； 日照時にあって前記発生電力が不足し前記衛星負荷に
供給するバス電圧が低下する場合、前記バッテリの出力
電圧を昇圧させ前記バス電圧を保持させるブーストコン
バータと； このブーストコンバータの一方に接続し、前記衛星負
荷に逆流防止を図りながら前記バス電圧を供給する第２
のアイソレーションダイオードと； 前記ブーストコンバータと前記バッテリとの接続のオ
ンオフを行なう切換器と； を備えたことを特徴としている。

また本発明の人工衛星バス電圧制御方式は、前記切換
器の切換動作を地上からのコマンドで行なうことを特徴
としている。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。第１
図は本発明の一実施例の構成図である。

第１図に示す実施例は、一対の太陽電池1a,1bと、日
照時にバス電圧の上限を制御するシャントデシペータ２
と、太陽電池1a.1bの発生電力が衛星負荷６で消費され
る電力よりも設定値を超えて大きいときにシャントデシ
ペータ２を動作させて電力を制限する電力制御器３と、
バッテリ５の過充電を抑止するバッテリ充電制御器４
と、バッテリ５と、衛星負荷６と、アイソレーションダ
イオード7a,7bと、日照時にはバッテリ５の出力をブー
ストアップして衛星負荷６に供給するブーストコンバー
タ８と、地上からのコマンドにより日陰中はブーストコ
ンバータ８の動作を断とするオン・オフスイッチ９とを
備えて構成される。

次に、第１図の実施例の動作について説明する。

衛星負荷６は、バスラインに接続され、日照時におけ
る太陽電池1a,1bの発生電力よりも衛星負荷６で消費さ
れる電力の方が少ないとき、余剰電力はバッテリ充電制
御器４を介してバッテリ５の充電電力に利用される。さ
らに、太陽電池1a,1bの発生電力が多い場合には、バス
ラインの上限電圧を抑えるために電力制御器３が動作し
てシャントデシペータ２に余剰電力を消費させる。

太陽電池1a,1bの発生電力が衛星負荷６の消費する負
荷電力よりも少なくなった場合、バッテリ５に蓄えられ
た電力がブーストコンバータ８を通じて衛星負荷６へ供
給される。人工衛星が日陰に入った場合は、ブーストコ
ンバータ８をオン・オフスイッチ９でオフとして、バッ
テリ５の放電電力を直接バスラインに供給せしめること
により、ブーストコンバータ８の電力損失の低減を図
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、日照状態と日陰状態と
に対応して安定化バス方式と非安定バス方式とを切り替
えて使用することにより、日照中は負荷電力が太陽電池
の発生電力を上回ってもバス電圧が低下しないため、負
荷が軽くなってもバッテリの放電が継続する事はなくな
り、また不足する電力を補うだけで良いのでブーストコ
ンバータを小型化することができる効果がある。

また日陰中は、ブーストコンバータをオフとするの
で、ブーストコンバータの損失を考慮する必要がなくな
り、バッテリの放電深度を浅くすることができ、寿命を
伸ばすことが可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は従来の非
安定化バス方式における太陽電池の負荷電流−出力電圧
特性図である。 1a,1b……太陽電池、２……シャントデシペータ、３…
…電力制御器、４……バッテリ充電制御器、５……バッ
テリ、６……衛星負荷、7a,7b……アイソレーションダ
イオード、８……ブーストコンバータ、９……オン／オ
フスイッチ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】太陽光により電力を発生する一対の太陽電
   池と； この太陽電池が出力する発生電力を蓄積し充放電動作を
   行なうバッテリと； 前記一対の太陽電池の接続点に接続し、前記発生電力の
   余剰分を消費するシャントデシペータと； 前記太陽電池の一方と接続し、衛星負荷に逆流防止を図
   りながら前記発生電力を供給する第１のアイソレーショ
   ンダイオードと； 日照時にあって前記発生電力が過剰の場合、前記シャン
   トデシペータを動作させ過剰電力を消費させる電力制御
   器と； 日照時にあって前記発生電力に余剰が有る場合、前記第
   １のアイソレーションダイオードを経由して前記バッテ
   リに充電し、かつ日陰時にあって前記発生電力が不足す
   る場合、前記バッテリの出力電圧を直接前記衛星負荷に
   供給させるバッテリ充電制御器と； 日照時にあって前記発生電力が不足し前記衛星負荷に供
   給するバス電圧が低下する場合、前記バッテリの出力電
   圧を昇圧させ前記バス電圧を保持させるブーストコンバ
   ータと； このブーストコンバータの一方に接続し、前記衛星負荷
   に逆流防止を図りながら前記バス電圧を供給する第２の
   アイソレーションダイオードと； 前記ブーストコンバータと前記バッテリとの接続のオン
   オフを行なう切換器と； を備えたことを特徴とする人工衛星バス電圧制御方式。
2. 【請求項２】前記切換器の切換動作を地上からのコマン
   ドで行なうことを特徴とする請求項１記載の人工衛星バ
   ス電圧制御方式。