[发明专利]具有最大功率点跟踪功能的S4R电源控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于深空探测航天器供电电源技术，具体涉及一种用于太阳电池的具有最大功率点跟踪功能的S4R电源控制方法及装置。 

背景技术

在深空探测所面临的诸多挑战中，动力与能源问题极为迫切。现代航天器飞行功率逐渐增加，达到数十千瓦，且越来越多的应用在对近地轨道应用，这要求航天器储能器件能快速重复充放电。S4R(The Serial Sequential Switching Shunt Regulator)拓扑技术采用高效率低质量的开关串联调节器代替庞大的BCR(Battery Charge Regulator)模块，初步解决了S3R(The Sequential Switching Shunt Regulator)功率质量比与效率较低的局限性，却也带来了新的问题。由于S4R只对电池电压低于总线电压时的可调总线系统起作用，并且蓄电池充电时处于较高的放电深度，因此相比较于带有BCR的S3R拓扑，S4R拓扑中向蓄电池充电的太阳电池阵单元将工作在较低的功率点，造成较大的功率浪费，并延长了蓄电池充电时间。 

对于深空探测器而言，其寿命初期和末期所遭受的光强、温度变化差异较大，如火星探测器在火星轨道的平均太阳光强仅为地球轨道的0.43，且在一个公转周期内光强还有±19％的变化。因此，采用固定参考工作点不能使太阳电池阵输出功率最大。在这种条件下，采用MPPT最大功率跟踪方式，按照负载功率需求控制太阳电池阵输出功率，可以最大限度利用太阳电池阵输出功率。 

发明内容

要解决的技术问题 

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于太阳电池的具有最大功率点跟踪功能的S4R电源控制方法及装置，通过对S4R型电源的特殊设计，使系统具有最 大功率点跟踪的功能，所设计的最大功率点跟踪控制器解决了S4R在充电过程中太阳能电池阵利用效率低的难题，超级电容充放电控制器解决了S4R充电时间过长的问题。 

技术方案 

一种用于太阳电池的具有最大功率点跟踪功能的S4R电源控制方法，其特征在于步骤如下： 

步骤1：以相等固定时间间隔t检测太阳电池阵输出功率P1，并记录保存每次检测前最近一次的太阳电池阵输出功率P0和每次检测前间隔时间t以内的的S4R主误差放大器参考给定值ref0，如果是首次检测则设定P0为零，设定ref0为零； 

步骤2：每次检测完后比较P1与P0，并根据下式计算S4R主误差放大器参考给定值ref1，并在下一次检测前维持S4R主误差放大器参考给定值为ref1： 

sign=-1,P1<P01,P1≥P0]]>

0.05×refmax＜Δu＜0.2×refmax