RU2699764C1 - Способ питания нагрузки постоянным током в автономных системах электропитания космических аппаратов и автономная система электропитания для его реализации - Google Patents
Способ питания нагрузки постоянным током в автономных системах электропитания космических аппаратов и автономная система электропитания для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2699764C1 RU2699764C1 RU2018124738A RU2018124738A RU2699764C1 RU 2699764 C1 RU2699764 C1 RU 2699764C1 RU 2018124738 A RU2018124738 A RU 2018124738A RU 2018124738 A RU2018124738 A RU 2018124738A RU 2699764 C1 RU2699764 C1 RU 2699764C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load
- power
- voltage
- power supply
- solar battery
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
Abstract
Использование: в области электротехники для электропитания космических аппаратов (КА). Технический результат - повышение эксплуатационной надежности системы электропитания и повышение эффективности использования солнечной батареи. Согласно способу напряжение на нагрузке от первичного источника ограниченной мощности (солнечной батареи) стабилизируют в начале ресурса работы космического аппарата с использованием параллельного стабилизатора напряжения, а после ресурсной деградации характеристик солнечной батареи и при недостатке ее мощности для питания нагрузки переключаются на стабилизацию напряжения на нагрузке с использованием последовательного (сериесного) стабилизатора напряжения, при этом предусматривается переключение режима стабилизации автоматически либо по команде с Земли. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано при проектировании космических аппаратов (КА).
Известны способы питания нагрузки постоянным стабильным напряжением и автономные системы электропитания, описанные в "Системы электропитания космических аппаратов", Новосибирск: ВО "Наука", 1994 г., в частности, глава 2, п. 2, 5.
Недостатком известного способа является низкая эффективность использования источников электроэнергии.
Известные способы и автономные системы электропитания КА предусматривают стабилизацию напряжения от первичного источника ограниченной мощности (солнечной батареи) на нагрузке стабилизированными преобразователями различного типа.
Наиболее близким техническим решением является патент RU №2535662 «Способ питания нагрузки постоянным током и автономная система электропитания для его реализации», который выбран в качестве прототипа.
Известный способ заключается в питании нагрузки постоянным током с несколькими номиналами выходного напряжения от первичного источника ограниченной мощности, например солнечной батареи, и вторичного источника электроэнергии, например аккумуляторной батареи, заключающийся в стабилизации напряжения на нагрузках и согласовании работы первичного и вторичного источников электроэнергии, причем вначале стабилизируют напряжение на нагрузке, имеющей максимальное выходное напряжение питания, посредством параллельного стабилизированного преобразователя, содержащего силовой транзисторный ключ и схему управления с широтно-импульсным модулятором, а стабилизацию напряжения остальных нагрузок проводят от шин питания первой нагрузки сериесными стабилизированными преобразователями, при этом согласование работы первичного и вторичного источников электроэнергии проводят только на первом уровне стабилизации напряжения, кроме того, первичный источник ограниченной мощности делят на «m» секций, отличающийся тем, что силовой транзисторный ключ параллельного короткозамкнутого стабилизированного преобразователя делят на «m» единичных силовых транзисторных ключей и каждую секцию первичного источника ограниченной мощности стабилизируют соответствующим силовым транзисторным ключом параллельного стабилизированного преобразователя, при этом управление силовыми транзисторными ключами проводят от общей схемы управления с широтно-импульсным модулятором.
Задачей заявляемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности системы электропитания и повышение эффективности использования батареи солнечной.
Поставленная задача решается тем, что напряжение на нагрузке от первичного источника ограниченной мощности (солнечной батареи) стабилизируют в начале ресурса работы космического аппарата с использованием параллельного стабилизатора напряжения, а после ресурсной деградации характеристик солнечной батареи и недостатке ее мощности для питания нагрузки, переключаются на стабилизацию напряжения на нагрузке с использованием последовательного стабилизатора напряжения, при этом предусматривается переключение режима стабилизации автоматически, либо по команде с Земли.
Таким образом, удается избежать энергетических потерь, которые возникают при использовании последовательного (сериесного) регулятора напряжения в начале ресурса работы космического аппарата и парировать деградацию выходной мощности батареи солнечной и обеспечить работу в режиме максимального отбора мощности в конце ресурса работы космического аппарата.
На чертеже представлена упрощенная структурная схема автономной системы электропитания с использованием параллельных и последовательных (сериесных) стабилизированных преобразователей напряжения. Такая система содержит первичный источник энергии - батарею солнечную (БС) 1; вторичный источник энергии аккумуляторную батарею (АБ) 2; зарядно-разрядное устройство (ЗРУ) 3, подключаемое к АБ 2; стабилизатор напряжения и экстремальный регулятор мощности (СН) 4; широтно-импульсный регулятор (ШИМ) 5; ключи коммутации 6, 7. К выходу системы электропитания подключена нагрузка 8.
Устройство работает следующим образом. В начале срока активного существования стабилизация выходного напряжения осуществляется параллельным способом. Ключи 6, 7 замкнуты.
В процессе эксплуатации при ресурсной деградации характеристик солнечной батареи и недостатке ее мощности для питания нагрузки, осуществляется переход на стабилизацию выходного напряжения с использованием последовательного (сериесного) стабилизатора напряжения, при выполнении условия (1). При этом ключи 6, 7 размыкаются, обеспечивая переход на стабилизацию выходного напряжения последовательным (сериесным) стабилизатором напряжения и обеспечивается работа в режиме максимального отбора мощности.
Где
ΔU - потери на последовательное регулирование
k - деградация мощности батареи солнечной (0<k<1)
Таким образом, предлагаемый способ питания нагрузки постоянным током в автономной системе электропитания космических аппаратов и автономная система электропитания для его реализации позволяют повысить эксплуатационную надежность системы электропитания и эффективность использования батареи солнечной автономной системы электропитания КА.
Claims (2)
1. Способ питания нагрузки постоянным током в автономных системах электропитания космических аппаратов от первичного источника ограниченной мощности - солнечной батареи, и вторичного источника электроэнергии - аккумуляторной батареи, заключающийся в стабилизации напряжения нагрузки с использованием параллельных и последовательных стабилизированных преобразователей напряжения, а также зарядных и разрядных устройств аккумуляторных батарей, отличающийся тем, что напряжение на нагрузке от первичного источника ограниченной мощности стабилизируют в начале ресурса работы космического аппарата с использованием параллельного стабилизатора напряжения, а после ресурсной деградации характеристик солнечной батареи и при недостатке ее мощности для питания нагрузки переключаются на стабилизацию напряжения на нагрузке с использованием последовательного стабилизатора напряжения.
2. Автономная система электропитания космического аппарата для реализации способа по п. 1, содержащая солнечные батареи, подключенные к нагрузке через стабилизированный преобразователь напряжения, аккумуляторные батареи, подключенные к солнечным батареям через зарядные устройства, а к нагрузке - через разрядные устройства, отличающаяся тем, что стабилизированный преобразователь напряжения выполняют двух типов: параллельного и последовательного типов, при этом предусматривают переключение режима стабилизации автоматически либо по команде с Земли.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018124738A RU2699764C1 (ru) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | Способ питания нагрузки постоянным током в автономных системах электропитания космических аппаратов и автономная система электропитания для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018124738A RU2699764C1 (ru) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | Способ питания нагрузки постоянным током в автономных системах электропитания космических аппаратов и автономная система электропитания для его реализации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2699764C1 true RU2699764C1 (ru) | 2019-09-10 |
Family
ID=67851984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018124738A RU2699764C1 (ru) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | Способ питания нагрузки постоянным током в автономных системах электропитания космических аппаратов и автономная система электропитания для его реализации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2699764C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0803958A2 (en) * | 1996-04-24 | 1997-10-29 | Space Systems / Loral, Inc. | Recharge profile for spacecraft Ni/H2 Batteries |
US20060132093A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-22 | Nguyen Don J | Battery pack leakage cut-off |
RU2395148C1 (ru) * | 2009-03-04 | 2010-07-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Автономная система электропитания космического аппарата |
RU2535662C2 (ru) * | 2013-02-22 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решётнева" | Способ питания нагрузки постоянным током в автономный системе электропитания искусственного спутника земли |
-
2018
- 2018-07-05 RU RU2018124738A patent/RU2699764C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0803958A2 (en) * | 1996-04-24 | 1997-10-29 | Space Systems / Loral, Inc. | Recharge profile for spacecraft Ni/H2 Batteries |
US20060132093A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-22 | Nguyen Don J | Battery pack leakage cut-off |
RU2395148C1 (ru) * | 2009-03-04 | 2010-07-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Автономная система электропитания космического аппарата |
RU2535662C2 (ru) * | 2013-02-22 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решётнева" | Способ питания нагрузки постоянным током в автономный системе электропитания искусственного спутника земли |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20110046483A (ko) | 다중 태양광발전 어레이를 결합하기 위한 장치, 시스템 및 방법 | |
NZ732362A (en) | Electric vehicle power distribution system | |
EP2512020A2 (en) | Bi-directional converter voltage controlled current source for voltage regulation | |
WO2004032303A3 (en) | Switching dc-dc power converter and battery charger for use with direct oxidation fuel cell power source | |
CN111630762A (zh) | 包括直流/直流转换器的供电系统及其控制方法 | |
CN103441674A (zh) | 双向双输入cuk/buckboost直流变换器及其功率分配方法 | |
US20070092763A1 (en) | Fuel cell system | |
JP6151649B2 (ja) | 電力変換装置及び電力変換方法 | |
KR101737461B1 (ko) | 태양전지에서 생성된 전력으로 제어 구동전원을 얻는 태양광 발전 시스템 및 그 방법 | |
Chen et al. | A new nonisolated three-port DC-DC converter with high step-up/down ratio | |
CN103441671A (zh) | 双向双输入zeta/buckboost直流变换器及其功率分配方法 | |
RU2699764C1 (ru) | Способ питания нагрузки постоянным током в автономных системах электропитания космических аппаратов и автономная система электропитания для его реализации | |
RU2392718C1 (ru) | Способ питания нагрузки постоянным током в автономной системе электропитания искусственного спутника земли | |
KR20070001031A (ko) | 태양광 발전장치가 구비된 무정전 전원투입장치 | |
CN113241797B (zh) | 一种直流耦合系统及其控制方法 | |
KR20120102683A (ko) | 부트스트랩된 충전기 | |
KR101222090B1 (ko) | 최대전력점추종 전력변환 및 충전 시스템 | |
RU2535662C2 (ru) | Способ питания нагрузки постоянным током в автономный системе электропитания искусственного спутника земли | |
RU2008128211A (ru) | Способ питания нагрузки искусственного спутника земли и автономная система электропитания для его реализации | |
RU2633616C1 (ru) | Способ электропитания космического аппарата | |
JP5849518B2 (ja) | 電源システム | |
KR102651202B1 (ko) | 유효 및 무효 전력 모드를 갖는 연료 전지 발전소 | |
RU2156534C2 (ru) | Автономная система электроснабжения | |
RU2705537C2 (ru) | Способ питания нагрузки постоянным током в автономных системах электропитания космических аппаратов для широкого диапазона мощности нагрузки и автономная система электропитания для его реализации | |
RU115980U1 (ru) | Многофазный преобразователь напряжения (варианты) |