[发明专利]一种蓄电池充电调节保护电路

说明书

一种蓄电池充电调节保护电路，包括充电保护主电路、故障诊断电路、自主保护使能电路；充电保护主电路与充电调节电路数量一致，每个充电保护主电路包括磁保持继电器J1、三极管Q2、Q3、霍尔电流传感器H4、限流电阻R5以及电源VCC41～VCC43；故障诊断电路与充电保护主电路数量一致，每个故障诊断电路包括运算放大器U11～U14、三极管Q15、Q16、隔离二极管D9、D10、限流电阻R21～R32、分压电阻R33～R36以及电源VCC45；自主保护使能电路与充电保护主电路数量一致，每个保护电路包括电源VCC44、磁保持继电器J40以及限流电阻R37。本发明蓄电池充电调节保护电路采用保护开关串联方式，实现方式简单，可靠性高，并提供了两种保护模式供选择，控制方式灵活。

技术领域

本发明涉及一种用于蓄电池充电调节电路的保护电路，属于航天器蓄电池充电保护技术领域。

背景技术

蓄电池作为近地航天器在轨运行的主要储能设备，目前其充电体制普遍采用多路太阳电池子阵分流调节方式和两段式的充电管理制度，一路充电调节电路开路失效意味着对应一路太阳电池充电子阵功率失控，其输出电流全部流入蓄电池造成蓄电池组过充电，损害蓄电池寿命和性能，影响航天器在轨任务完成度，甚至威胁航天器在轨运行安全。无论从电源系统稳定运行，保障供电可靠性，还是从提高航天器在轨运行寿命，维持航天器任务需求角度出发，都需要改善蓄电池充电电路的可靠性，避免蓄电池过充电的发生。

蓄电池充电电路失效已经成为影响航天器在轨任务和寿命的重要因素。对我国航天器电源系统在轨故障产生原因分析表明，由于蓄电池充电电路失效造成的故障约占近来年全部故障量的10％，对蓄电池充电路采取保护措施已经成为一种提高航天器电源系统可靠性和安全性的必要手段。

蓄电池充电普遍采用分流调节方式，广泛应用在近地轨道卫星、月球探测和火星探测等领域的国内外航天器上。通过文献调研可知，国内外对蓄电池充电调节电路开路的保护方式研究较少，国内航天器采取的蓄电池充电保护方式主要集中在防止充电电路短路方面，主要有以下方式：一是采用多个充电通路的冗余设计，通过充电子阵数量的设计余量增加以提高充电可靠性，二是采用充电电路主备份冗余设计，通过充电电路备份设计以提高充电可靠性，上述方式在实际工程应用上存在以下局限性：1.方法一仅适用于单路充电电路分流调节短路故障带来的充电功率损失故障处理，不适用于充电电路分流调节开路带来的蓄电池组过充故障处理；2.方式二不能够应对由于充电电路自身设计缺陷带来的共因开路失效故障，仅通过主备份切换不能够彻底消除故障影响。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种蓄电池充电调节电路的保护电路。

本发明的技术解决方案是：

一种蓄电池充电调节保护电路，包括：充电保护主电路、故障诊断电路和自主保护使能电路；

故障诊断电路监测蓄电池的充电调节通路的工作状态，并在充电调节通路工作异常时发送故障切除指令给自主保护使能电路，自主保护使能电路对接收到的所述故障切除指令进行通断控制，从而实现自主保护功能的使能或禁止；当自主保护使能电路处于自主保护禁止状态下，故障切除指令信号被自主保护使能电路切断，不能送至充电保护主电路；当自主保护使能电路处于自主保护使能状态下，故障切除指令信号通过自主保护使能电路送至充电保护主电路，充电保护主电路在接收故障切除指令信号后执行充电保护动作。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明这种可用于蓄电池充电调节的保护电路，实现了航天器在轨任务期间蓄电池充电电路的保护；保护主电路采用了保护开关与充电功率调节电路串联的方式，实现方式简单；设置了故障诊断电路，可以快速有效的检测故障情况、定位和切除故障通路；设置了自主保护使能开关，提供了自主保护和被动保护两种保护模式，在自主保护使能的前提下，故障诊断电路的保护信号才能够断开充电保护开关。在自主保护禁止状态，仅可通过地面发送遥控指令控制充电保护开关通断。