[发明专利]用于霍尔推力器供配电功率模块架构的优化配置方法

说明书

本发明提供了一种用于霍尔推力器供配电功率模块架构的优化配置方法，所述霍尔推力器采用自励磁接线方式，即将霍尔推力器励磁回路与阳极回路串联；所述霍尔推力器的功率处理单元PPU的功率模块包括：PPU阳极电源模块、PPU阴极电源模块；所述功率处理单元PPU与霍尔推力器配套使用，是霍尔推力器的供电单机。该配置方法简化了霍尔推力器PPU整机模块数量和设计，减小供电电源的品类，进而减小体积和重量，同时降低了PPU设计的复杂度和实现成本。本发明可进行产品的统型设计，模块化设计，使PPU灵活配置为最大或最小模块数，以满足不同型号任务需求。

技术领域

本发明涉及推力器功率处理单元领域，具体地，涉及一种用于霍尔推力器供配电功率模块架构的优化配置方法。

背景技术

霍尔推力器是一个由多部件协同工作的复杂系统，功率处理单元(以下简称“PPU”)作为霍尔推力器的能源动力输入，PPU需提供不同规格的供电功率模块按照时序供给电能。PPU内部功率模块集成耦合化设计与电推进系统合理的架构配置保证了PPU结构、功能和性能的最优设计。

霍尔推力器是目前应用最广泛的电推力器之一，具有推力密度大，比冲高，结构简单等优点。鉴于霍尔推力器的广阔应用前景，世界各国都在争相研制与霍尔推力器匹配的PPU。同传统的化学推进系统相比，由于霍尔电推进系统引入了电能，与霍尔推力器匹配的PPU就显得十分关键。

霍尔推力器是一个由多组件(四大关键组件：阳极、励磁线圈、阴极点火极、阴极加热丝)协同工作的复杂单机，需要PPU根据霍尔推力器各组件工作特性提供不同规格的供电能力。传统的PPU内部功率模块架构配置由阳极电源模块、阴极点火电源模块、阴极加热电源模块、励磁电源模块四部分组成。传统PPU架构配置的功率模块多，整机体积大、重量重，无法满足目前卫星平台要求质量和体积均较小的需求。为此，发明一种用于霍尔推力器供配电功率模块架构的优化配置方法。该架构配置方法在保证系统可靠、安全和产品设计合理有效、工程实施可达可行的条件下，配合霍尔推力器的自励磁点火方式，合理简化PPU中功率模块数量，极大的节省了航天器的空间和质量。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于霍尔推力器供配电功率模块架构的优化配置方法。

根据本发明提供的所述霍尔推力器采用自励磁接线方式，即将霍尔推力器励磁回路与阳极回路串联；

所述霍尔推力器的功率处理单元PPU的功率模块包括：PPU阳极电源模块、PPU阴极电源模块；

所述功率处理单元PPU与霍尔推力器配套使用，是霍尔推力器的供电单机。

优选地，所述霍尔推力器采用自励磁的点火方式，即霍尔推力器励磁线圈的正端接阴极公共地，霍尔推力器励磁线圈的负端接阳极电源的负端。

优选地，PPU的阳极电源模块为霍尔推力器内部阳极组件供电，为恒压源输出特性，同时阳极电源模块输出电压通过LRC滤波网络连接至霍尔推力器阴极点火极，以提供阴极点火所需的初始点火电压。

优选地，PPU的阴极电源模块为霍尔电推力器内部阴极组件(包含阴极点火极和阴极加热丝)供电，为恒流源输出特性，PPU阴极电源模块由阴极加热电源和阴极点火电源两个部分组成。

优选地，PPU的阴极电源模块将点火电源低压部分与阴极加热电源进行整合，点火电源高压部分与阳极电源进行整合，使得PPU内部功率模块无需单独再配置阴极点火电源模块。

优选地，PPU的阳极电源模块对霍尔推力器励磁线圈进行供电，采用自励磁回路，消除独立励磁回路，使得PPU内部功率模块无需单独再配置励磁电源模块。

优选地，D1、D2为PPU功率模块的输出隔离二极管，防止霍尔推力器点火的瞬间高电压对PPU功率模块输出端元器件的冲击应力过大。

优选地，所述PPU阴极电源模块输出正负端反并联二极管D1，输出正端串联二极管D2；