[发明专利]适用于脉冲型载荷卫星供电平台的母线架构及控制方法

说明书

本发明公开一种适用于脉冲型载荷卫星供电平台的母线架构及控制方法，母线架构包括RPCU，RPCU包括n个PLR_APR模块，用于从太阳能帆板处获取能量，处理太阳能帆板的输出功率，受PLMEA功能电路以及MEA功能电路的输出信号的控制，启用APR部分并联输出一次功率母线V_bus，为各常态有效载荷供电，或启用相应模块中的PLR部分并联输出脉冲载荷母线PLV_bus，为低频脉冲式高峰值功率载荷供电；BCDR模块连接V_bus与蓄电池及PLV_bus与蓄电池的充、放电通路；TM/TC模块用于控制和监测RPCU内部各个功率模块的工作状态。本发明实现各母线间的能量自主分配、平衡及保护；并进一步提高帆板利用率。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，特别涉及一种适用于脉冲型载荷卫星供电平台的母线架构及控制方法。

背景技术

对于航天机构的低脉冲型、高峰值功率卫星电源的母线架构，按照已有架构的母线数量进行划分，可分为单母线架构与双母线架构，其中单母线架构中仅一条一次功率母线，双母线架构中有两条独立输出的功率母线。若按照母线调节方式进行划分，可分为全调节母线架构、半调节母线架构以及不调节母线架构。

目前已有架构中，单母线的主要缺点是一次功率母线易受来自于脉冲式载荷剧烈电压、电流振荡的影响。双母线类体制通过分别为脉冲型载荷与其它常态载荷独立供电的方式，彻底解决了单母线中的扰动问题，保证了其它载荷的供电质量，但能量自主分配、平衡及管理是亟需解决的关键技术。

以SAR成像式卫星为例，SAR在寿命末期因设备老化需要更大供电电流实现高品质性能，但此时太阳能帆板的输出功率水平衰减至初期的80％左右，能量供需不平衡的矛盾凸显。与此同时，任意母线发生故障时，也需要通过能量自主管理的方式避免卫星功能丧失，从而保证整星的可靠性与安全性。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种适用于脉冲型载荷卫星供电平台的母线架构及控制方法，可以避免脉冲式载荷对一次功率母线供电质量的影响，提高系统整体灵活度与功率密度并改善帆板的利用率。

为实现上述目的，本发明提供了一种适用于脉冲型载荷卫星供电平台的母线架构，包括：可重构复合母线式卫星电源控制器RPCU，所述RPCU包括：n个PLR_APR模块(n为正整数)，BCDR模块，PLMEA功能电路，MEA功能电路，TM/TC模块，其中：

所述n个PLR_APR模块，用于从太阳能帆板处获取能量，处理太阳能帆板的输出功率，受所述PLMEA功能电路的输出信号以及MEA功能电路的输出信号的控制，启用相应模块中的APR部分并联输出一次功率母线V_bus，为各常态有效载荷供电，或者启用相应模块中的PLR部分并联输出脉冲载荷母线PLV_bus，为低频脉冲式高峰值功率载荷供电；

所述BCDR模块，是连接V_bus与蓄电池以及PLV_bus与蓄电池的充、放电通路；

TM/TC模块，用于控制和监测RPCU内部各个功率模块的工作状态。

其中，所述PLR_APR模块的PLR部分或APR部分工作时，根据预设条件启动MPPT功能，以使太阳能帆板输出最大功率。

其中，所述PLMEA功能电路，用于稳定和调节PLV_bus的电压，通过检测PLV_bus输出误差信号V__PLMEA，控制PLR部分的输出电流以及PLV_bus端的BCDR的工作模式；PLR部分根据PLMEA的幅值判定是否启用MPPT功能；