[发明专利]一种卫星用电源系统MPPT控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及空间电源技术领域，具体涉及一种卫星用电源系统控制装置。

背景技术

微小卫星电源系统设计的先进思想是模小型化、集成化。同时，近年来微小卫星对电源分系统提出了技术性能高、灵活性强、成本低、重量轻和体积小的目标。但是现有的卫星用电源系统存在对微小卫星最大功率追踪的困难的问题。

发明内容

本发明是为了解决现有的卫星用电源系统存在对微小卫星最大功率追踪的困难的问题，提出了一种卫星用电源系统MPPT控制装置及方法。

本发明所述的一种卫星用电源系统MPPT控制装置，它包括太阳能电池阵列、MPPT控制电路、一号二极管、二号二极管和锂离子蓄电池组；

太阳能电池阵列的正向电源信号输出端连接一号二极管的阳极，一号二极管的阴极同时连接MPPT控制电路功率追踪信号的输入端、二号二极管的阴极和负载的正向电源信号输入端，MPPT控制电路的电源信号输出端同时连接二号二极管的阳极和锂离子蓄电池组的正极，锂离子蓄电池组的负极接地，太阳能电池阵列的负向电源信号输出端同时连接负载的负向电源信号输入端和地。

太阳能电池阵列首先为负载供电，当太阳能电池阵列为卫星的负载供电后还存在多余的电量时，同时为锂离子蓄电池组供电；

锂离子蓄电池组用于跟踪太阳能电池阵列输出的最大功率；同时控制太阳能电池阵列是否为锂离子蓄电池组供电；

太阳能电池阵列通过一号二极管为负载供电；

锂离子蓄电池组通过二号二极管为负载供电；

所述一号二极管和二号二极管均为隔离二极管。

基于上述一种卫星用电源系统MPPT控制装置的卫星用电源系统控制方法，该方法为：

采用MPPT控制电路追踪太阳能电池阵列输出的最大功率，获得太阳能电池阵列的最大电压和最大电流值；

当太阳能电池阵列的最大电压值大于充电阈值电压时，太阳能电池阵列输出的电流经MPPT控制电路为锂离子蓄电池组供电；

当太阳能电池阵列的最大电压值等于充电阈值电压时，太阳能电池阵列只为负载供电；

当太阳能电池阵列的最大电压值小于充电阈值电压时，锂离子蓄电池组输出电流与太阳能电池阵列同时为负载供电。

由于本发明所述的卫星用电源系统MPPT控制电路，MPPT(最大功率点跟踪”Maximum Power Point Tracking)控制电路串联在卫星母线与锂离子蓄电池之间，MPPT控制电路作为锂离子蓄电池组充电电路。为了提高电源系统可靠性，与传统MPPT控制装置相比，电源系统太阳电池阵通过隔离二极管直接给负载供电，MPPT控制电路作为充电电路，只需要主备份两套电路即可以保证整套电源系统控制的可靠性，卫星用电源系统MPPT控制电路少、成本低、器件少、重量轻，实现了对微小卫星最大功率追踪。

附图说明

图1为本发明所述的卫星用电源系统MPPT控制装置的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种卫星用电源系统MPPT控制装置，它包括太阳能电池阵列1、MPPT控制电路2、一号二极管31、二号二极管32和锂离子蓄电池组4；

太阳能电池阵列1的正向电源信号输出端连接一号二极管31的阳极，一号二极管31的阴极同时连接MPPT控制电路2功率追踪信号的输入端、二号二极管32的阴极和负载的正向电源信号输入端，MPPT控制电路2的电源信号输出端同时连接二号二极管32的阳极和锂离子蓄电池组4的正极，锂离子蓄电池组4的负极接地，太阳能电池阵列1的负向电源信号输出端同时连接负载的负向电源信号输入端和地。

太阳能电池阵列1首先为负载供电，当太阳能电池阵列1为卫星的负载供电后还存在多余的电量时，同时为锂离子蓄电池组4供电；

锂离子蓄电池组4用于跟踪太阳能电池阵列1输出的最大功率；同时控制太阳能电池阵列1是否为锂离子蓄电池组4供电；

太阳能电池阵列1通过一号二极管31为负载供电；

锂离子蓄电池组4通过二号二极管32为负载供电；

所述一号二极管31和二号二极管32均为隔离二极管。

本实施方式所述的卫星用电源系统MPPT控制装置，实现了微小卫星最大功率追踪，提高电源系统太阳电池阵的能量利用率，对提高卫星性能和效益都有非常重要的意义。太阳电池阵直接给负载供电，有效减少太阳电池阵损耗，提高太阳电池阵能量利用率。