[发明专利]母线不调节方式的锂电池控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种母线不调节方式的锂电池控制系统，使用于微小卫星电源控制系统。

背景技术

锂离子蓄电池组由于能量密度高、使用温度范围宽、自放电率低、无记忆效应、充放电寿命长以及无污染等特点，成为新一代空间用储能电源，非常适合空间电源的发展，越来越应用到微小卫星中。同时，近年来微小卫星对电源分系统提出了性能高、重量轻和体积小的目标。因此，提高电源分系统的性能比和性能价格比等指标，对增加有效载荷、提高卫星性能和效益都有非常重要的意义。然而，现有的锂电池控制系统还不能满足更高性能的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种性能高、控制简单、可靠、安全的电源系统。它不仅能够对太阳电池阵多余的能量进行分流，同时可以控制锂离子蓄电池最高单体电压的问题，不被过充电。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种母线不调节方式的锂电池控制系统，其包括：

为第一太阳电池阵配合设置的第一路分流充电电路，进一步设有：母线电压处理电路、第一脉宽调制电路、第一开关电路；

为第二太阳电池阵配合设置的第二路分流充电电路，进一步设有：信号处理电路、第二脉宽调制电路、第二开关电路； 

以及，放电开关，其从第一分流充电电路和第二分流充电电路向负载供电的母线上引出，并连接至锂电子蓄电池组进行放电切换；在所述放电开关接通时，通过两路分流充电电路对锂电子蓄电池组进行充电；

所述信号处理电路，接收并对母线电压及锂离子蓄电池组中电池单体的最高单体电压进行处理，而输出第一电压；

所述母线电压处理电路，接收并对母线电压进行处理，而输出第二电压；

所述第一脉宽调制电路，接收所述母线电压处理电路输出的第二电压，并基于所述第二电压及该第一脉宽调制电路具有的第一基准电压来产生第三电压，还对所述第三电压与三角波产生电路产生的第一三角波进行比较，来产生第一PWM信号；

所述第二脉宽调制电路，接收所述信号处理电路输出的第一电压，并基于所述第一电压和该第二脉宽调制电路具有的第二基准电压来产生第四电压，还对所述第四电压与三角波产生电路产生的第二三角波进行比较，来产生第二PWM信号；

所述第一开关电路和第二开关电路中，输入端分别连接第一太阳电池阵和第二太阳电池阵，输出端连接功率地，控制端分别连接所述第一脉宽调制电路和第二脉宽调制电路的输出端；所述第一开关电路和第二开关电路，根据第一PWM信号和第二PWM信号各自实现闭合或断开，来控制相应的太阳电池阵输出电流进行对地分流。

作为一种改进方案，所述信号处理电路的第一电压，与所述母线电压或锂离子蓄电池单体的最高单体电压呈线性关系；

所述母线电压处理电路的第二电压，与所述母线电压呈线性关系。

作为一种改进方案，所述第一脉宽调制电路的第一基准电压，高于所述第二脉宽调制电路的第二基准电压，使得第一路分流充电电路能够优先给负载供电。

作为一种改进方案，所述锂电子蓄电池组充满后，锂电池最高单体电压高于所述第二脉宽调制电路的第二基准电压，使得所述第二太阳电池阵输出的全部能量能够通过第二路分流充电电路进行分流，同时第一太阳电池阵输出的能量能够通过第一路分流充电电路给负载正常供电。

作为一种改进方案，所述第一开关电路由第一PWM信号中的第一开关信号控制而闭合，由第一PWM信号中的第二开关信号控制而断开；

所述第二开关电路由第二PWM信号中的第一开关信号控制而闭合，由第二PWM信号中的第二开关信号控制而断开。

作为一种改进方案，所述第一开关信号是高电平信号，所述第二开关信号是低电平信号。

作为一种改进方案，所述信号处理电路，包括：第二母线电压处理电路和锂离子蓄电池单体的最高单体电压处理电路，其中，

所述第二母线电压处理电路差分放大所述母线电压，并至少包括第一运算放大器、接地的第一同相分压电路、第一反相分压电路和连接于该第一运算放大器的反相输入端和输出端之间的第一电阻，该第一运算放大器的反相输入端通过所述第一反相分压电路连接母线电压的负极，同相输入端通过所述第一同相分压电路连接母线电压的正极，一个第一二极管的正极连接第一运算放大器的输出端，所述第一二极管的负极连接所述第二脉宽调制电路。