[发明专利]一种基于无线供电的箭上能源高效拓扑系统

说明书

一种基于无线供电的箭上能源高效拓扑系统，属于火箭供配电技术领域，采用复合母线全调节技术适用于对母线电压稳定度要求较高的电源系统，其优势在于不受蓄电池电压变化影响，供电出口电压稳定，负载稳定性好，尤其适合集中供电体制，可实现箭上供电的自主充放电管理，结合无线能量传输地面供电接口，集中体现智慧火箭的设计思想。

技术领域

本发明涉及一种基于无线供电的箭上能源高效拓扑系统，即一种基于无线供电的箭上能源高效拓扑系统，属于火箭供配电技术领域。

背景技术

传统运载火箭电源多为分布式供电，主要采用多块电池为运载火箭各系统仪器设备提供一次直流电源，包括火箭控制、利用、安全、遥测故检系统提供电能。火箭电池主要以锌银电池为主。该方案虽有利于故障隔离和排查，具有可靠性高和技术成熟等优点，也同时兼有地面测试无法长时间使用电池导致对电源测试覆盖不全面，电池种类、数量过多且上下箭操作繁杂等弊端。

随着航天技术尤其是空间电源的快速发展，新型运载航天器对电源系统功率输出能力的要求越来越高，复杂的地面测试和“零窗口”的发射要求均对运载航天器电源系统提出挑战，传统的一次性电池及分布式供电方式已无法满足新需求。从负载类型上可以看出，运载火箭对常值负载、高压大功率负载及电流脉冲型负载的兼容性提出了越来越严格的要求。高压大功率、脉冲特性严重影响了箭上母线电压的稳定度和系统的可靠性，给电源系统的设计带来了很大的挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于无线供电的箭上能源高效拓扑系统，采用复合母线全调节技术适用于对母线电压稳定度要求较高的电源系统，其优势在于不受蓄电池电压变化影响，供电出口电压稳定，负载稳定性好，尤其适合集中供电体制，可实现箭上供电的自主充放电管理，结合无线能量传输地面供电接口，集中体现智慧火箭的设计思想。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种基于无线供电的箭上能源高效拓扑系统，包括能源管理设备、功率变换设备、高压配电器；

所述能源管理设备能够接收外部供电，并向功率变换设备和平台负载供电；所述功率变换设备用于向动力负载和高压配电器供电；所述高压配电器用于向大功率负载供电；

所述能源管理设备、功率变换设备、高压配电器共用母线，且所述能源管理设备、功率变换设备均采用28V母线调节；所述高压配电器采用270V不调节母线。

优选的，所述能源管理设备包括充放电功率变换器、中心控制模块、运载平台蓄电池组；

所述外部供电通过28V母线向充放电功率变换器供电；所述充放电功率变换器用于向运载平台蓄电池组和功率变换设备供电，运载平台蓄电池组通过充放电功率变换器向平台负载供电；所述中心控制模块用于接收外部的有线遥控指令，并根据有线遥控指令控制充放电功率变换器的充放电，同时监测充放电功率变换器的工作状态并向外部发送有线遥测数据。

优选的，所述功率变换设备包括高压充电模块、高压蓄电池组、降压功率变换器、高压电池通讯采集模块；

所述能源管理设备经高压充电模块向高压蓄电池组充电；所述高压蓄电池组通过降压功率变换器采用28V母线向动力负载供电，同时高压蓄电池组通过270V不调节母线向高压配电器供电；所述高压电池通讯采集模块采集所述高压蓄电池组的工作状态，同时用于接收外部有线遥控指令，并向外部发送有线遥测数据。

优选的，所述高压配电器采用驱动控制电路实现，所述驱动控制电路用于向大功率负载供电，同时接收外部遥控指令并发送遥测数据。

优选的，所述充放电功率变换器根据有线遥控指令控制充放电包括四种工作模式，分别为外部供电模式、运载平台蓄电池组充电模式、运载平台蓄电池组供电模式、充放电功率变换器关闭模式。