[发明专利]一种基于空间热离子发电装置的电源系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于空间热离子发电装置的电源系统，其特征在于，所述电源系统包括热离子发电装置、功率调节器、分流电阻和母线变换器，所述热离子发电装置的输出端与所述母线变换器的输入端、所述功率调节器的输入端连接，所述母线变换器与所述功率调节器并联，所述功率调节器的输出端与所述分流电阻连接，所述母线变换器的输出端与载荷单元连接；

所述电源系统还包括蓄电池组充放电控制器和蓄电池组，所述母线变换器的输出端通过蓄电池组充放电控制器与蓄电池组连接；

所述电源系统还包括分流调节器和太阳电池阵，所述太阳电池阵的输出端经所述分流调节器后与所述母线变换器的输出端连接。

2.如权利要求1所述的基于空间热离子发电装置的电源系统，其特征在于，该电源系统还包括二极管，所述太阳电池阵的输出端经所述分流调节器后与所二极管的输入端连接，所述二极管的输出端与所述母线变换器的输出端连接。

3.如权利要求1所述的基于空间热离子发电装置的电源系统，其特征在于，在所述热离子发电装置的启动阶段，所述功率调节器自动与所述热离子发电装置断开连接；在所述热离子发电装置启动完成后，所述功率调节器自动与所述母线变换器连接。

4.如权利要求1所述的基于空间热离子发电装置的电源系统，其特征在于，在所述热离子发电装置输出电能不足时，由母线变换器控制热离子装置输出端电压，保证其最大功率输出；在热离子装置输出电能富余时，由功率调节器控制热离子发电装置输出端电压，保证其最大功率输出，同时由母线变换器控制后端输出母线电压。

5.一种应用于权利要求1至4中任一项所述的基于空间热离子发电装置的电源系统的控制方法，其特征在于，该控制方法包括：

判断所述载荷单元的功率需求是否大于阈值，若是，所述热离子发电装置、所述太阳电池阵以及蓄电池组联合为所述载荷单元供电，若否，所述太阳电池阵以及所述蓄电池组不参与供电，由所述热离子发电装置单独为所述载荷单元供电。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，通过采集热离子发电装置的输出电压并经过误差放大器获取前端电压采样误差放大信号，再经MEA电路进行前端电压两级分域双环控制。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当热离子发电装置输出电能不足时，此时V_MEA＜V_{ref_1}，MEA电路一级分域，母线变换器电流内环参考信号I_{ref_21}产生，功率调节器不进行工作，由于热离子发电装置为母线提供的功率不足，因此由母线变换器输出电压外环获取的电流内环参考信号I_{ref_22}相较I_{ref_21}更大，此时I_{ref_2}与I_{ref_21}相等，故而由母线变换器进行输入端电压外环配合其电流内环进行调控，保证前端实现稳压控制，热离子装置实现最大功率输出，同时实现母线变换器的多模块均流控制。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当热离子发电装置输出电能充足时，此时V_{ref_1}＜V_MEA＜V_{ref_2}，电路二级分域，功率调节器电流内环参考信号I_{ref_1}产生，故而由功率调节器进行输入端电压外环配合其电流内环进行调控，并经由分流电阻进行功率耗散，继续保证前端实现稳压控制，热离子装置实现最大功率输出，并实现功率调节器的多模块均流控制，同时，由于热离子发电装置为母线提供的功率充足，因此由母线变换器输出电压外环获取的电流参考值信号获取的采样信号I_{ref_22}相较I_{ref_21}更小，故而由母线变换器进行输出端电压外环配合其电流内环进行调控，此时能够保证母线电压稳定输出以及实现母线变换器的多模块均流控制。