JP5155691B2 - Power control apparatus and power control method - Google Patents

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Description

本発明は、人工衛星の電力制御装置及び電力制御方法に関する。   The present invention relates to an artificial satellite power control apparatus and a power control method.

図１は、従来の電気回路１００を示す。電気回路１００は、人工衛星に搭載される。電気回路１００は、負荷機器１１０と、直列に接続された太陽電池１１１及び１１２と、電力制御装置１３０と、二次電池１１３と、充電制御回路１１４と、ブロッキングダイオード１１５及び１１６を備える。負荷機器１１０は、バス１２０に接続される。太陽電池１１２のホット側の端子が太陽電池１１１のリターン側の端子に接続され、太陽電池１１１のホット側の端子がブロッキングダイオード１１５を介してバス１２０に接続される。二次電池１１３は、充電制御回路１１４を介してバス１２０に接続され、ブロッキングダイオード１１６を介してバス１２０に接続される。電力制御装置１３０は、シャントデシペータ１３１と、フィードバックコントローラ１３２を備える。   FIG. 1 shows a conventional electrical circuit 100. The electric circuit 100 is mounted on an artificial satellite. The electric circuit 100 includes a load device 110, solar cells 111 and 112 connected in series, a power control device 130, a secondary battery 113, a charge control circuit 114, and blocking diodes 115 and 116. The load device 110 is connected to the bus 120. The hot-side terminal of the solar cell 112 is connected to the return-side terminal of the solar cell 111, and the hot-side terminal of the solar cell 111 is connected to the bus 120 via the blocking diode 115. The secondary battery 113 is connected to the bus 120 via the charge control circuit 114 and connected to the bus 120 via the blocking diode 116. The power control device 130 includes a shunt desiccator 131 and a feedback controller 132.

太陽電池１１１及び１１２は、太陽からの光を受けて太陽電池発生電圧Ｖｓｃを発生する。二次電池１１３は、二次電池発生電圧Ｖｒｂを発生する。ブロッキングダイオード１１５及びブロッキングダイオード１１６により、太陽電池発生電圧Ｖｓｃ及び二次電池発生電圧Ｖｒｂの高い方に対応するバス電圧Ｖｂｕｓがバス１２０及び負荷機器１１０に印加される。   The solar cells 111 and 112 receive the light from the sun and generate a solar cell generation voltage Vsc. Secondary battery 113 generates secondary battery generation voltage Vrb. The blocking diode 115 and the blocking diode 116 apply the bus voltage Vbus corresponding to the higher one of the solar cell generation voltage Vsc and the secondary battery generation voltage Vrb to the bus 120 and the load device 110.

人工衛星の軌道は、日照部と日陰部とを含む。人工衛星が日照部にあるとき、人工衛星は地球の陰に入っていない。人工衛星が日陰部にあるとき、人工衛星は地球の陰に入っている。人工衛星が日陰部にある状態を人工衛星の食といい、人工衛星が日陰部から日照部に移動することを食明けといい、人工衛星が日照部から日陰部に移動することを食入りという。   The orbit of the artificial satellite includes a sunshine part and a shade part. When the satellite is in the sunshine, the satellite is not behind the earth. When the satellite is in the shade, it is in the shade of the earth. The state where an artificial satellite is in the shaded part is called an artificial satellite eclipse, the artificial satellite moving from the shaded part to the sunshine part is called dawn, and the artificial satellite moving from the sunshine part to the shaded part is called eaten. .

人工衛星が日照部にある場合について説明する。太陽電池発生電圧Ｖｓｃが二次電池発生電圧Ｖｒｂより高いため、バス電圧Ｖｂｕｓは太陽電池発生電圧Ｖｓｃに対応する。電力制御装置１３０は、バス電圧Ｖｂｕｓが目標値にフィードバック制御されるように、シャント電流Ｉｓを操作する。ここで、太陽電池発生電圧Ｖｓｃの目標値は、二次電池発生電圧Ｖｒｂより高い。具体的には、フィードバックコントローラ１３２は、バス電圧Ｖｂｕｓに基づいて、シャント電流Ｉｓの設定値を示すフィードバック制御信号１４１を出力する。シャントデシペータ１３１は、フィードバック制御信号１４１に基づいてシャント電流Ｉｓを制御する。充電制御回路１１４は、太陽電池１１１及び１１２が発生する電力を用いて二次電池１１３を充電する。負荷機器１１０は、太陽電池１１１及び１１２が発生する電力を用いて動作する。   A case where the artificial satellite is in the sunshine section will be described. Since solar cell generation voltage Vsc is higher than secondary battery generation voltage Vrb, bus voltage Vbus corresponds to solar cell generation voltage Vsc. The power control device 130 operates the shunt current Is so that the bus voltage Vbus is feedback-controlled to the target value. Here, the target value of the solar battery generation voltage Vsc is higher than the secondary battery generation voltage Vrb. Specifically, the feedback controller 132 outputs a feedback control signal 141 indicating the set value of the shunt current Is based on the bus voltage Vbus. The shunt desiccator 131 controls the shunt current Is based on the feedback control signal 141. The charge control circuit 114 charges the secondary battery 113 using the electric power generated by the solar cells 111 and 112. The load device 110 operates using electric power generated by the solar cells 111 and 112.

人工衛星が日陰部にある場合について説明する。二次電池発生電圧Ｖｒｂが太陽電池発生電圧Ｖｓｃより高いため、バス電圧Ｖｂｕｓは二次電池発生電圧Ｖｒｂに対応する。電力制御装置１３０が、バス電圧Ｖｂｕｓが目標値にフィードバック制御されるように、シャント電流Ｉｓを操作するため、シャント電流Ｉｓが最小になる。負荷機器１１０は、二次電池１１３が発生する電力を用いて動作する。   A case where the artificial satellite is in the shaded area will be described. Since secondary battery generation voltage Vrb is higher than solar battery generation voltage Vsc, bus voltage Vbus corresponds to secondary battery generation voltage Vrb. Since the power control device 130 operates the shunt current Is so that the bus voltage Vbus is feedback-controlled to the target value, the shunt current Is is minimized. The load device 110 operates using power generated by the secondary battery 113.

食明け時には、太陽電池発生電圧Ｖｓｃが急激に上昇する。その結果、バス電圧Ｖｂｕｓが急激に上昇する。バス電圧Ｖｂｕｓの急激な上昇にフィードバックコントローラ１３２が対応できない場合、バス電圧Ｖｂｕｓが過電圧となる恐れがある。   At dawn, the solar cell generation voltage Vsc rises rapidly. As a result, the bus voltage Vbus increases rapidly. If the feedback controller 132 cannot cope with the rapid increase of the bus voltage Vbus, the bus voltage Vbus may become an overvoltage.

特許文献１は、ツェナーダイオードを用いて食明け時の電圧上昇を抑える技術を開示している。   Patent Document 1 discloses a technique for suppressing a voltage increase at the time of eating by using a Zener diode.

特開昭５９−１９５４９９号公報JP 59-195499 A

本発明の目的は、食明け時の過電圧が防止される電力制御装置及び電力制御方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a power control apparatus and a power control method in which overvoltage at the time of eating is prevented.

以下に、（発明を実施するための最良の形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための最良の形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。   Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers used in (Best Mode for Carrying Out the Invention). These numbers are added to clarify the correspondence between the description of (Claims) and (Best Mode for Carrying Out the Invention). However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in (Claims).

本発明による電力制御装置は、人工衛星に搭載された太陽電池（１１、１２）が発生する太陽電池発生電圧（Ｖｓｃ）を制御するためのシャント電流（Ｉｓ）を、シャント制御信号（４３）に基づいて制御するシャントデシペータ（３１）と、上記太陽電池発生電圧及び二次電池（１３）が発生する二次電池発生電圧（Ｖｒｂ）の高い方に対応するバス電圧（Ｖｂｕｓ）に基づいて、上記シャント電流の第１設定値を示すフィードバック制御信号（４１）を出力するフィードバックコントローラ（３２）と、上記シャント電流の第２設定値を示すシーケンス制御信号（４２）を出力するシーケンスコントローラを具備する。上記第１設定値が上記第２設定値より大きいとき、上記フィードバック制御信号が上記シャント制御信号として用いられる。上記第２設定値が上記第１設定値より大きいとき、上記シーケンス制御信号が上記シャント制御信号として用いられる。上記シーケンスコントローラは、上記人工衛星の食明けを判断した場合、上記第２設定値を徐々に小さくする。   In the power control device according to the present invention, the shunt current (Is) for controlling the solar cell generation voltage (Vsc) generated by the solar cells (11, 12) mounted on the artificial satellite is used as the shunt control signal (43). Based on the shunt desiccator (31) controlled based on the bus voltage (Vbus) corresponding to the higher one of the solar cell generation voltage and the secondary battery generation voltage (Vrb) generated by the secondary battery (13), A feedback controller (32) for outputting a feedback control signal (41) indicating a first set value of the shunt current; and a sequence controller for outputting a sequence control signal (42) indicating a second set value of the shunt current. . When the first set value is greater than the second set value, the feedback control signal is used as the shunt control signal. When the second set value is larger than the first set value, the sequence control signal is used as the shunt control signal. The sequence controller gradually decreases the second set value when it is determined that the artificial satellite has dawned.

上記シーケンスコントローラは、上記太陽電池発生電圧を所定の第１時間以上継続して検知した場合に上記食明けを判断することが好ましい。   It is preferable that the sequence controller determines the dawn when the solar cell generated voltage is continuously detected for a predetermined first time or more.

上記シーケンスコントローラは、上記人工衛星の食入りを判断した場合、上記第２設定値を大きくすることが好ましい。   The sequence controller preferably increases the second set value when it is determined that the artificial satellite has entered.

上記シーケンスコントローラは、上記太陽電池発生電圧を所定の第２時間以上継続して検知しない場合に上記食入りを判断することが好ましい。   It is preferable that the sequence controller determines the bite if the solar cell generated voltage is not continuously detected for a predetermined second time or longer.

上記電力制御装置は、上記フィードバック制御信号及び上記シーケンス制御信号のうち信号電圧が高い方を上記シャント制御信号として出力する切り替え回路（３６）を更に具備することが好ましい。上記フィードバック制御信号の信号電圧が上記第１設定値を示す。上記シーケンス制御信号の信号電圧が上記第２設定値を示す。上記切り替え回路は、上記シャントデシペータに接続されたノード（３９）と、第１ダイオード（３７）と、第２ダイオード（３８）とを備える。上記フィードバックコントローラは上記第１ダイオードを介して上記ノードに接続される。上記シーケンスコントローラは上記第２ダイオードを介して上記ノードに接続される。   It is preferable that the power control device further includes a switching circuit (36) that outputs the higher one of the feedback control signal and the sequence control signal as the shunt control signal. The signal voltage of the feedback control signal indicates the first set value. The signal voltage of the sequence control signal indicates the second set value. The switching circuit includes a node (39) connected to the shunt desiccator, a first diode (37), and a second diode (38). The feedback controller is connected to the node via the first diode. The sequence controller is connected to the node via the second diode.

本発明による電力制御方法は、人工衛星の食明けに応答して、上記人工衛星に搭載された太陽電池（１１、１２）が発生する太陽電池発生電圧（Ｖｓｃ）を制御するためのシャント電流（Ｉｓ）を徐々に小さくするステップと、上記太陽電池発生電圧が目標値にフィードバック制御されるように上記シャント電流を操作するステップとを具備する。   According to the power control method of the present invention, a shunt current (Vsc) for controlling the solar cell generation voltage (Vsc) generated by the solar cells (11, 12) mounted on the artificial satellite in response to the dawn of the artificial satellite. A step of gradually decreasing Is), and a step of operating the shunt current so that the solar cell generated voltage is feedback-controlled to a target value.

上記電力制御方法は、上記人工衛星の食入りに応答して、上記シャント電流を大きくするステップを更に具備することが好ましい。   It is preferable that the power control method further includes a step of increasing the shunt current in response to the bite of the artificial satellite.

本発明によれば、食明け時の過電圧が防止される電力制御装置及び電力制御方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power control apparatus and power control method with which the overvoltage at the time of a break is prevented are provided.

添付図面を参照して、本発明による電力制御装置及び電力制御方法を実施するための最良の形態を以下に説明する。   The best mode for carrying out a power control device and a power control method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態に係る電気回路１を示す。電気回路１は、人工衛星に搭載される。電気回路１は、負荷機器１０と、直列に接続された複数の太陽電池としての太陽電池１１及び１２と、電力制御装置３０と、二次電池１３と、充電制御回路１４と、ブロッキングダイオード１５及び１６を備える。負荷機器１０は、バス２０に接続される。太陽電池１２のホット側の端子が太陽電池１１のリターン側の端子に接続され、太陽電池１１のホット側の端子がブロッキングダイオード１５を介してバス２０に接続される。二次電池１３は、充電制御回路１４を介してバス２０に接続され、ブロッキングダイオード１６を介してバス２０に接続される。電力制御装置３０は、シャントデシペータ３１と、フィードバックコントローラ３２と、シーケンスコントローラ３３と、切り替え回路３６を備える。シーケンスコントローラ３３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３４と、Ｄ／Ａコンバータ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）３５を備える。切り替え回路３６は、ダイオード３７及び３８と、ノード３９を備える。ノード３９は、シャントデシペータ３１に接続され、ダイオード３７を介してフィードバックコントローラ３２に接続され、ダイオード３８を介してＤ／Ａコンバータ３５に接続される。 (First embodiment)
FIG. 2 shows an electric circuit 1 according to the first embodiment of the present invention. The electric circuit 1 is mounted on an artificial satellite. The electric circuit 1 includes a load device 10, solar cells 11 and 12 as a plurality of solar cells connected in series, a power control device 30, a secondary battery 13, a charge control circuit 14, a blocking diode 15, and 16. The load device 10 is connected to the bus 20. The hot-side terminal of the solar cell 12 is connected to the return-side terminal of the solar cell 11, and the hot-side terminal of the solar cell 11 is connected to the bus 20 via the blocking diode 15. The secondary battery 13 is connected to the bus 20 via the charge control circuit 14 and is connected to the bus 20 via the blocking diode 16. The power control device 30 includes a shunt desiccator 31, a feedback controller 32, a sequence controller 33, and a switching circuit 36. The sequence controller 33 includes a CPU (Central Processing Unit) 34 and a D / A converter (Digital to Analog Converter) 35. The switching circuit 36 includes diodes 37 and 38 and a node 39. The node 39 is connected to the shunt desiccator 31, connected to the feedback controller 32 via the diode 37, and connected to the D / A converter 35 via the diode 38.

太陽電池１１及び太陽電池１２は、太陽からの光を受けて太陽電池発生電圧Ｖｓｃを発生する。二次電池１３は、二次電池発生電圧Ｖｒｂを発生する。ブロッキングダイオード１５及び１６により、太陽電池発生電圧Ｖｓｃ及び二次電池発生電圧Ｖｒｂの高い方に対応するバス電圧Ｖｂｕｓがバス２０及び負荷機器１０に印加される。   The solar cell 11 and the solar cell 12 receive the light from the sun and generate a solar cell generation voltage Vsc. Secondary battery 13 generates secondary battery generation voltage Vrb. The blocking diodes 15 and 16 apply the bus voltage Vbus corresponding to the higher one of the solar cell generation voltage Vsc and the secondary battery generation voltage Vrb to the bus 20 and the load device 10.

シャントデシペータ３１は、太陽電池発生電圧Ｖｓｃを制御するためのシャント電流Ｉｓを、シャント制御信号４３に基づいて制御する。フィードバックコントローラ３２は、バス電圧Ｖｂｕｓに基づいて、シャント電流Ｉｓの第１設定値を示すアナログ信号としてのフィードバック制御信号４１を出力する。   The shunt desiccator 31 controls the shunt current Is for controlling the solar cell generated voltage Vsc based on the shunt control signal 43. The feedback controller 32 outputs a feedback control signal 41 as an analog signal indicating the first set value of the shunt current Is based on the bus voltage Vbus.

ＣＰＵ３４は、太陽電池発生電圧Ｖｓｃを監視し、コンピュータプログラムに基づいてシャント電流Ｉｓの第２設定値を示すデジタル信号４４を出力する。Ｄ／Ａコンバータ３５は、デジタル信号４４に基づいて、第２設定値を示すアナログ信号としてのシーケンス制御信号４２を出力する。   The CPU 34 monitors the solar cell generated voltage Vsc and outputs a digital signal 44 indicating the second set value of the shunt current Is based on the computer program. The D / A converter 35 outputs a sequence control signal 42 as an analog signal indicating the second set value based on the digital signal 44.

フィードバック制御信号４１は、必要に応じて増幅された後、切り替え回路３６に入力される。シーケンス制御信号４２は、必要に応じて増幅された後、切り替え回路３６に入力される。フィードバック制御信号４１の信号電圧が第１設定値を示し、シーケンス制御信号４２の信号電圧が第２設定値を示す。フィードバック制御信号４１の信号電圧が高いほど第１設定値が大きく、シーケンス制御信号４２の信号電圧が高いほど第２設定値が大きい。第１設定値及び第２設定値の各々は、最小値から最大値までの範囲に含まれる。ここで、最小値は、例えば、シャント電流Ｉｓがゼロであることに対応する。最小値及び最大値は、シャントデシペータ３１に応じて予め定められる。   The feedback control signal 41 is amplified as necessary, and then input to the switching circuit 36. The sequence control signal 42 is amplified as necessary, and then input to the switching circuit 36. The signal voltage of the feedback control signal 41 indicates the first set value, and the signal voltage of the sequence control signal 42 indicates the second set value. The higher the signal voltage of the feedback control signal 41, the larger the first set value, and the higher the signal voltage of the sequence control signal 42, the larger the second set value. Each of the first set value and the second set value is included in a range from the minimum value to the maximum value. Here, the minimum value corresponds to, for example, that the shunt current Is is zero. The minimum value and the maximum value are determined in advance according to the shunt desiccator 31.

切り替え回路３６は、フィードバック制御信号４１及びシーケンス制御信号４２のうち、信号電圧が高い方をシャント制御信号４３として出力する。したがって、第１設定値が第２設定値より大きいとき、フィードバック制御信号４１がシャント制御信号４３として用いられる。第２設定値が第１設定値より大きいとき、シーケンス制御信号４２がシャント制御信号４３として用いられる。   The switching circuit 36 outputs the higher one of the feedback control signal 41 and the sequence control signal 42 as the shunt control signal 43. Therefore, the feedback control signal 41 is used as the shunt control signal 43 when the first set value is larger than the second set value. When the second set value is larger than the first set value, the sequence control signal 42 is used as the shunt control signal 43.

図３を用いて、本実施形態に係る電力制御方法を説明する。   The power control method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

時刻ｔ１より前、人工衛星は、軌道の日照部にある。太陽電池発生電圧Ｖｓｃが二次電池発生電圧Ｖｒｂより高いため、バス電圧Ｖｂｕｓは太陽電池発生電圧Ｖｓｃに対応する。シーケンスコントローラ３３は、第２設定値が最小値に保持されるようにシーケンス制御信号４２を出力する。フィードバックコントローラ３２は、バス電圧Ｖｂｕｓとバス電圧Ｖｂｕｓの目標値に基づいて、フィードバック制御信号４１を出力する。このとき、切り替え回路３６は、フィードバック制御信号４１をシャント制御信号４３として出力する。シャントデシペータ３１は、フィードバック制御信号４３に基づいてシャント電流Ｉｓを制御する。その結果、バス電圧Ｖｂｕｓが目標値にフィードバック制御されるようにシャント電流Ｉｓが操作される。ここで、目標値は、負荷機器１０に許容される電圧の上限値より低く、二次電池発生電圧Ｖｒｂより高い。充電制御回路１４は、太陽電池１１及び１２が発生する電力を用いて二次電池１３を充電する。負荷機器１０は、太陽電池１１及び１２が発生する電力を用いて動作する。   Prior to time t1, the artificial satellite is in the sunshine part of the orbit. Since solar cell generation voltage Vsc is higher than secondary battery generation voltage Vrb, bus voltage Vbus corresponds to solar cell generation voltage Vsc. The sequence controller 33 outputs the sequence control signal 42 so that the second set value is held at the minimum value. The feedback controller 32 outputs a feedback control signal 41 based on the bus voltage Vbus and the target value of the bus voltage Vbus. At this time, the switching circuit 36 outputs the feedback control signal 41 as the shunt control signal 43. The shunt desiccator 31 controls the shunt current Is based on the feedback control signal 43. As a result, the shunt current Is is manipulated so that the bus voltage Vbus is feedback controlled to the target value. Here, the target value is lower than the upper limit value of the voltage allowed for the load device 10 and higher than the secondary battery generation voltage Vrb. The charge control circuit 14 charges the secondary battery 13 using the electric power generated by the solar cells 11 and 12. The load device 10 operates using electric power generated by the solar cells 11 and 12.

時刻ｔ１において、人工衛星は、日照部から日陰部に移動する。すると、太陽電池発生電圧Ｖｓｃが急激に低下する。その結果、バス電圧Ｖｂｕｓは二次電池発生電圧Ｖｒｂまで急激に低下し、その後二次電池発生電圧Ｖｒｂに保持される。そのため、第１設定値は、最小値まで減少し、その後最小値に保持される。人工衛星が日陰部にある間、負荷機器１０は、二次電池１３が発生する電力を用いて動作する。   At time t1, the artificial satellite moves from the sunshine to the shade. Then, the solar cell generation voltage Vsc rapidly decreases. As a result, the bus voltage Vbus rapidly decreases to the secondary battery generation voltage Vrb and is then held at the secondary battery generation voltage Vrb. Therefore, the first set value decreases to the minimum value and is then held at the minimum value. While the artificial satellite is in the shade, the load device 10 operates using the electric power generated by the secondary battery 13.

時刻ｔ１より後の時刻ｔ２において、ＣＰＵ３４は人工衛星の食入りを判断する。ＣＰＵ３４は、例えば、所定の食入り判断基準時間以上継続して太陽電池発生電圧Ｖｓｃを検知しない場合に食入りを判断する。   At time t2 after time t1, the CPU 34 determines whether or not the artificial satellite has entered. For example, the CPU 34 determines the bite when the solar cell generated voltage Vsc is not detected continuously for a predetermined bite determination criterion time.

時刻ｔ２より後の時刻ｔ３において、ＣＰＵ３４は、食入りの判断に基づいて（食入りに応答して）、太陽電池発生電圧Ｖｓｃ及びバス電圧Ｖｂｕｓのいずれの現在値とも無関係に、第２設定値を最小値から最大値まで大きくする。   At time t3 after time t2, the CPU 34 determines the second set value regardless of the current values of the solar cell generated voltage Vsc and the bus voltage Vbus based on the determination of eating (in response to eating). Is increased from the minimum value to the maximum value.

その後、ＣＰＵ３４が第２設定値を最大値に保持するので、切り替え回路３６はシーケンス制御信号４２をシャント制御信号４３として出力する。   Thereafter, since the CPU 34 holds the second set value at the maximum value, the switching circuit 36 outputs the sequence control signal 42 as the shunt control signal 43.

時刻ｔ３より後の時刻ｔ４において、人工衛星は、日陰部から日照部に移動する。ここで、シャント電流Ｉｓが最大値に制御されるため、太陽電池発生電圧Ｖｓｃが二次電池発生電圧Ｖｒｂを超えることが防がれる。したがって、バス電圧Ｖｂｕｓは二次電池発生電圧Ｖｒｂに保持され続ける。   At time t4 after time t3, the artificial satellite moves from the shade portion to the sunshine portion. Here, since the shunt current Is is controlled to the maximum value, the solar cell generated voltage Vsc is prevented from exceeding the secondary battery generated voltage Vrb. Therefore, the bus voltage Vbus is kept at the secondary battery generation voltage Vrb.

時刻ｔ４より後の時刻ｔ５において、ＣＰＵ３４は人工衛星の食明けを判断する。ＣＰＵ３４は、例えば、所定の食明け判断基準時間以上継続して太陽電池発生電圧Ｖｓｃを検知した場合に食明けを判断する。   At a time t5 after the time t4, the CPU 34 determines whether the artificial satellite is dawned. For example, the CPU 34 determines whether the eclipse is occurring when the solar cell generated voltage Vsc is detected continuously for a predetermined elapse time or more.

時刻ｔ５より後の時刻ｔ６以降、ＣＰＵ３４は、食明けの判断に基づいて（食明けに応答して）、太陽電池発生電圧Ｖｓｃ及びバス電圧Ｖｂｕｓのいずれの現在値とも無関係に、第２設定値を最大値から徐々に小さくする。例えば、ＣＰＵ３４は、第２設定値を最大値からランプ状に小さくする。   After time t6 after time t5, the CPU 34 determines the second set value regardless of the current value of the solar cell generated voltage Vsc and the bus voltage Vbus based on the determination of the eclipse (in response to the eclipse). Is gradually reduced from the maximum value. For example, the CPU 34 reduces the second set value from the maximum value in a ramp shape.

ＣＰＵ３４は、第２設定値を最小値まで徐々に小さくし、その後、第２設定値を最小値に保持する。第２設定値が最大値から徐々に小さくなると、シャント電流Ｉｓが最大値から徐々に小さくなり、太陽電池発生電圧Ｖｓｃが二次電池発生電圧Ｖｒｂを超えて徐々に上昇する。その結果、バス電圧Ｖｂｕｓが徐々に上昇し、第１設定値が最小値から増加する。第１設定値が第２設定値を超えた後は、切り替え回路３６はフィードバック制御信号４１をシャント制御信号４３として出力する。そして、シャントデシペータ３１は、フィードバック制御信号４３に基づいてシャント電流Ｉｓを制御する。その結果、バス電圧Ｖｂｕｓが目標値にフィードバック制御されるようにシャント電流Ｉｓが操作される。   The CPU 34 gradually decreases the second set value to the minimum value, and then holds the second set value at the minimum value. When the second set value is gradually decreased from the maximum value, the shunt current Is is gradually decreased from the maximum value, and the solar cell generated voltage Vsc gradually increases beyond the secondary battery generated voltage Vrb. As a result, the bus voltage Vbus gradually increases, and the first set value increases from the minimum value. After the first set value exceeds the second set value, the switching circuit 36 outputs the feedback control signal 41 as the shunt control signal 43. The shunt desiccator 31 controls the shunt current Is based on the feedback control signal 43. As a result, the shunt current Is is manipulated so that the bus voltage Vbus is feedback controlled to the target value.

上述した電気回路１００の場合には、食明け時に太陽電池発生電圧Ｖｓｃが急激に上昇し、その結果、バス電圧Ｖｂｕｓが急激に上昇する。バス電圧Ｖｂｕｓの急激な上昇にフィードバックコントローラ１３２が対応できない場合、バス電圧Ｖｂｕｓが上限値を超えて過電圧となる恐れがある。   In the case of the electric circuit 100 described above, the solar cell generated voltage Vsc rapidly rises at the time of eating, and as a result, the bus voltage Vbus rapidly rises. If the feedback controller 132 cannot cope with the rapid rise in the bus voltage Vbus, the bus voltage Vbus may exceed the upper limit value and become an overvoltage.

一方、電気回路１の場合には、時刻ｔ３からｔ６までシャント電流Ｉｓが最大値に制御されているため、食明け時に太陽電池発生電圧Ｖｓｃが二次電池発生電圧Ｖｒｂを超えて上昇することが防止され、その結果、バス電圧Ｖｂｕｓが急激に上昇することが防止される。   On the other hand, in the case of the electric circuit 1, since the shunt current Is is controlled to the maximum value from the time t3 to the time t6, the solar cell generated voltage Vsc may increase beyond the secondary battery generated voltage Vrb at the time of dawn. As a result, the bus voltage Vbus is prevented from rising rapidly.

更に、第２設定値を徐々に小さくすることでシャント電流Ｉｓを徐々に小さくしてから、シャント電流Ｉｓの制御をシーケンス制御信号４２に基づくシーケンス制御からフィードバック制御信号４１に基づくフィードバック制御に切り替えるため、この切り替え時にバス電圧Ｖｂｕｓが上限値を超えて過電圧となることが防止される。   Further, the shunt current Is is gradually decreased by gradually decreasing the second set value, and then the control of the shunt current Is is switched from the sequence control based on the sequence control signal 42 to the feedback control based on the feedback control signal 41. In this switching, the bus voltage Vbus is prevented from exceeding the upper limit value and becoming an overvoltage.

シーケンス制御の内容が単純であるため、シーケンスコントローラ３３の小型化が容易である。また、ＣＰＵ３４の代わりにＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を用いることが可能である。   Since the contents of the sequence control are simple, the sequence controller 33 can be easily downsized. Moreover, it is possible to use FPGA (Field Programmable Gate Array) instead of CPU34.

シーケンス制御信号４２に基づくシーケンス制御とフィードバック制御信号４１に基づくフィードバック制御との切り替えが、切り替え回路３６のような単純な回路で実現されているため、電力制御装置３０の小型軽量化が容易である。   Since switching between the sequence control based on the sequence control signal 42 and the feedback control based on the feedback control signal 41 is realized by a simple circuit such as the switching circuit 36, the power control device 30 can be easily reduced in size and weight. .

本実施形態によれば、フィードバックコントローラ３２の応答性を早くしなくても食明け時の過電圧が防止されるため、バス電圧Ｖｂｕｓが発振することが防がれる。   According to the present embodiment, the overvoltage at the time of breakage is prevented without making the response of the feedback controller 32 faster, so that the bus voltage Vbus is prevented from oscillating.

本実施形態によれば、大容量のコンデンサバンクを用いなくても食明け時の過電圧が防止されるため、電気回路１が大型化することが防がれる。   According to the present embodiment, since an overvoltage at the time of eating out can be prevented without using a large-capacity capacitor bank, the electric circuit 1 can be prevented from being enlarged.

本実施形態によれば、ツェナーダイオードを用いなくても食明け時の過電圧が防止されるため、食明けの繰り返しによる故障が防がれる。   According to the present embodiment, an overvoltage at the time of eating is prevented without using a Zener diode, so that a failure due to repeated eating is prevented.

図１は、従来の電気回路を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a conventional electric circuit. 図２は、本発明の第１の実施形態に係る電気回路を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an electric circuit according to the first embodiment of the present invention. 図３は、第１の実施形態に係る電力制御方法を説明するタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart illustrating the power control method according to the first embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１、１００…電気回路
１０、１１０…負荷機器
１１、１２、１１１、１１２…太陽電池
１３、１１３…二次電池
１４、１１４…充電制御回路
１５、１６、１１５、１１６…ブロッキングダイオード
２０、１２０…バス
３０、１３０…電力制御装置
３１、１３１…シャントデシペータ
３２、１３２…フィードバックコントローラ
３３…シーケンスコントローラ
３４…ＣＰＵ
３５…Ｄ／Ａコンバータ
３６…切り替え回路
３７、３８…ダイオード
３９…ノード
Ｖｂｕｓ…バス電圧
Ｖｓｃ…太陽電池発生電圧
Ｖｒｂ…二次電池発生電圧
Ｉｓ…シャント電流
４１、１４１…フィードバック制御信号
４２…シーケンス制御信号
４３…シャント制御信号
４４…デジタル信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 ... Electric circuit 10, 110 ... Load apparatus 11, 12, 111, 112 ... Solar cell 13, 113 ... Secondary battery 14, 114 ... Charge control circuit 15, 16, 115, 116 ... Blocking diode 20, 120 ... Bus 30, 130 ... Power control device 31, 131 ... Shunt desiccator 32, 132 ... Feedback controller 33 ... Sequence controller 34 ... CPU
35 ... D / A converter 36 ... switching circuit 37, 38 ... diode 39 ... node Vbus ... bus voltage Vsc ... solar cell generated voltage Vrb ... secondary battery generated voltage Is ... shunt current 41, 141 ... feedback control signal 42 ... sequence control Signal 43 ... Shunt control signal 44 ... Digital signal

Claims (6)

人工衛星に搭載された太陽電池が発生する太陽電池発生電圧を制御するためのシャント電流を、シャント制御信号に基づいて制御するシャントデシペータと、
前記太陽電池発生電圧及び二次電池が発生する二次電池発生電圧の高い方に対応するバス電圧に基づいて、前記シャント電流の第１設定値を示すフィードバック制御信号を出力するフィードバックコントローラと、
前記シャント電流の第２設定値を示すシーケンス制御信号を出力するシーケンスコントローラと
を具備し、
前記第１設定値が前記第２設定値より大きいとき、前記フィードバック制御信号が前記シャント制御信号として用いられ、
前記第２設定値が前記第１設定値より大きいとき、前記シーケンス制御信号が前記シャント制御信号として用いられ、
前記シーケンスコントローラは、前記人工衛星の食入りを判断した場合、前記第２設定値を最大値まで大きくし、
前記シーケンスコントローラは、前記人工衛星の食明けを判断した場合、前記第２設定値を前記最大値から徐々に小さくする
電力制御装置。 A shunt desiccator for controlling a shunt current for controlling a solar cell generated voltage generated by a solar cell mounted on an artificial satellite based on a shunt control signal;
A feedback controller that outputs a feedback control signal indicating a first set value of the shunt current, based on a bus voltage corresponding to a higher one of the solar battery generation voltage and the secondary battery generation voltage generated by the secondary battery;
A sequence controller that outputs a sequence control signal indicating a second set value of the shunt current;
When the first set value is greater than the second set value, the feedback control signal is used as the shunt control signal;
When the second set value is greater than the first set value, the sequence control signal is used as the shunt control signal;
When the sequence controller determines that the artificial satellite has entered, the second set value is increased to a maximum value,
When the sequence controller determines that the artificial satellite is dawning, the second control value is gradually decreased from the maximum value . 前記シーケンスコントローラは、前記太陽電池発生電圧を所定の第１時間以上継続して検知した場合に前記食明けを判断する
請求項１の電力制御装置。 The power control device according to claim 1, wherein the sequence controller determines the dawn when the solar cell generated voltage is continuously detected for a predetermined first time or longer. 前記シーケンスコントローラは、前記太陽電池発生電圧を所定の第２時間以上継続して検知しない場合に前記食入りを判断する
請求項１又は２の電力制御装置。 3. The power control device according to claim 1, wherein the sequence controller determines the bite if the solar cell generated voltage is not continuously detected for a predetermined second time or longer . 前記フィードバック制御信号及び前記シーケンス制御信号のうち信号電圧が高い方を前記シャント制御信号として出力する切り替え回路を更に具備し、
前記フィードバック制御信号の信号電圧が前記第１設定値を示し、
前記シーケンス制御信号の信号電圧が前記第２設定値を示し、
前記切り替え回路は、
前記シャントデシペータに接続されたノードと、
第１ダイオードと、
第２ダイオードと
を備え、
前記フィードバックコントローラは前記第１ダイオードを介して前記ノードに接続され、
前記シーケンスコントローラは前記第２ダイオードを介して前記ノードに接続される
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力制御装置。 A switching circuit that outputs a higher signal voltage of the feedback control signal and the sequence control signal as the shunt control signal;
A signal voltage of the feedback control signal indicates the first set value;
A signal voltage of the sequence control signal indicates the second set value;
The switching circuit is
A node connected to the shunt desiccator;
A first diode;
With the second diode
With
The feedback controller is connected to the node via the first diode;
The sequence controller is connected to the node via the second diode.
The power control apparatus according to any one of claims 1 to 3 . 人工衛星が食入りしたとき、前記人工衛星に搭載された太陽電池が発生する太陽電池発生電圧を制御するためのシャント電流を最大値に設定するステップと、
前記人工衛星の食明けに応答して、前記シャント電流を前記最大値から徐々に小さくするステップと、
前記太陽電池発生電圧が目標値にフィードバック制御されるように前記シャント電流を操作するステップと
を具備する
電力制御方法。 A step of setting a shunt current for controlling a solar cell generation voltage generated by a solar cell mounted on the artificial satellite to a maximum value when the artificial satellite enters, and
In response to the dawn of the satellite, gradually reducing the shunt current from the maximum value;
Manipulating the shunt current such that the solar cell generated voltage is feedback controlled to a target value;
With
Power control method . 前記人工衛星の食入りに応答して、前記シャント電流を大きくするステップを更に具備する
請求項５の電力制御方法。 The method further includes the step of increasing the shunt current in response to the biting of the artificial satellite.
The power control method according to claim 5 .
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