[发明专利]一种卫星太阳电池阵在轨测试电路

摘要

一种卫星太阳电池阵在轨测试电路，用于卫星太阳电池阵在轨IV曲线测试，包括星上电子设备、星上信息处理单元、星地通信单元。当IV测试电路接通后，即可通过星上电子设备实时获取太阳电池阵电压电流、温度等在轨实时数据，由星上信息处理单元处理后通过星地通信单元将该数据下传，绘制完整的太阳电池阵IV特性曲线。本发明解决了现有方法只能统计卫星母线工作点的电压电流，不能直观、全面地反映IV曲线的缺陷，提高了太阳电池阵性能监测的准确性和全面性，为太阳电池阵性能评估提供了完整的IV曲线信息，提高了卫星寿命评估的效率，为卫星太阳电池阵在轨管理提供更加简洁直观的数据支持。

主权项

一种卫星太阳电池阵在轨测试电路，其特征在于：包括太阳电池阵、星上电子设备、星上信息处理单元、星地通信单元；太阳电池阵包括第一太阳电池阵、第二太阳电池阵；星上电子设备，包括开关切换电路、测温电路、IV测试电路、模数转换器、微处理器、通信模块；其中IV测试电路包括电压采集电路、电流采集电路、负载调节电路；外部星上用电设备通过一次电源母线和第一太阳电池阵串联；卫星在轨工作时，第一太阳电池阵受太阳光照射后向一次电源母线供电，第二太阳电池阵受太阳光照射后，在切换开关电路的控制下向一次电源母线供电，切换开关电路的初始状态为将第二太阳电池阵连接在一次电源母线上，即切换开关电路的初始状态实现第一太阳电池阵和第二太阳电池阵均向一次电源母线供电；切换开关电路在初始状态时，电流采集电路通过开关切换电路从第二太阳电池阵采集到的电流为0，相应电压采集电路采集到的电压为0，测温电路采集第二太阳电池阵的温度，将温度转换为电压值并将该电压值变换为0～5V模拟量Vo传递给模数转换器，模数转换器将电压Vo转换为数字量D1，然后送至微处理器；当通信模块收到来自星上信息处理单元发送的IV测试电路接通指令时，微处理器向切换开关电路发出指令脉冲，将切换开关电路切换为测试状态，切换开关电路在测试状态时，第二太阳电池阵接入到IV测试电路中的电流采集电路，此时第二太阳电池阵，即测试太阳阵，连接到IV测试电路中，给负载调节电路供电；电压采集电路采集从初始状态切换到测试状态下之后，第二太阳电池阵的电压Vin，即在第二太阳电池阵刚刚连接到IV测试电路的瞬间为起始时刻，Vin从0V开始逐渐升高，直至负载调节电路充电结束，此时Vin升高到最大电压值，该最大电压值即为第二太阳电池阵的开路电压；从初始状态切换到测试状态下之后，电流采集电路采集第二太阳电池阵的电流Iin，即在第二太阳电池阵刚刚连接到IV测试电路的瞬间为起始时刻，Iin从最大值，即第二太阳电池阵的短路电流，开始减小，直至负载调节电路充电结束，此时Iin减小到0；从初始状态切换到测试状态下之后，电压采集电路将0V到最大电压值的Vin变换为0～5V模拟量Vout传递给模数转换器，模数转换器将电压Vout转换为数字量D2，送至微处理器；电流采集电路采集负载调节电路中的电流，将该电流值变换为0～5V模拟量传递给模数转换器，模数转换器将该模拟量转换为数字量D3；测温电路采集第二太阳电池阵的温度，将温度转换为电压值并将其该电压值变换为0～5V模拟量Vo传递给模数转换器，模数转换器将电压Vo转换为数字量D1’，然后送至微处理器；微处理器，发出指令脉冲，将切换开关电路从初始状态切换为测试状态时开始计时，微处理器在每个程序周期内将数字量D1’、D2、D3组成设备遥测包，然后通过通信模块发送给星上信息处理单元；星上信息处理单元识别判断该设备遥测包，然后通过星地通信单元发送给地面测试设备，地面测试设备收到该设备遥测包后，解码得到该太阳电池阵测试状态下的温度、输出电压、输出电流，选取多个温度下，采集到的温度、输出电压、输出电流中的连续数据，绘制该太阳电池阵的IV曲线。