[发明专利]一种应用于S4R型电路的防过充装置

说明书

本发明公开了一种应用于S4R型电路的防过充装置，包括：S4R充电模块、放电调节模块、均衡模块以及下位机模块；S4R充电模块，包括锂电池整组电压控制、锂电池单体最大电压控制以及充电电流控制，同时对锂电池的充电状态进行监测与控制，控制参数可以通过下位机模块进行更改；所述放电调节模块，采用BOOST升压模式，同时具备母线电压过压、欠压保护电路以及输出电流限流保护电路；所述均衡模块，提供锂电池单体的采样、均衡功率回路以及逻辑控制接口，防止单体电池过压；均衡电路的逻辑控制由下位机模块实现；所述下位机模块，包括锂电池温控模块以及锂电池充放电管理模块；下位机所需的输入信号由模拟量采集电路提供。

技术领域

本发明应用于卫星、空间站等航天器用电源控制器领域，具体涉及一种应用于S4R型电路的防过充装置。

背景技术

锂电池的在轨使用是一个需要进行综合考虑。温度、放电深度、工作电流、充电方式等都会对其产生影响。过压使用锂电池不仅会缩短其寿命，更存在严重的安全隐患。

目前，不同轨道、使用环境的锂电池的过压控制参数均各有差异，需要结合具体的工作条件，为蓄电池量身定做一套适合的控制方式。

鉴于以上原因，需要一种新的防过压控制装置，针对国内低轨小型卫星使用的锂离子蓄电池不同的寿命及轨道条件，控制蓄电池处于在轨最优的工作状态。

发明内容

为解决现有加工技术中存在的问题，本发明所要解决的技术问题是开发一种应用于S4R型电路的防过压装置，作为空间电源系统中控制锂离子蓄电池在轨正常工作期间的控制核心，对锂电池的充放电以及在轨维护采取合适的控制手段，防止蓄电池工作时过压，延长锂电池在轨的工作寿命。

本发明的应用于S4R型电路的防过充装置从锂电池的充电控制参数、放电方式以及长期管理要求方面，软硬件结合对，防止蓄电池过压。

本发明的应用于S4R型电路的防过充装置对锂电池的充电管理，是由充电模块采集锂电池在充电过程中的参数，经由逻辑控制电路分析控制，改变充电控制电子开关的占空比，从而调节充电电流与充电终压。参数的采集方式可以由下位机进行控制切换，从而实现改变锂电池当前的充电参数。

本发明的技术方案：一种应用于S4R型电路的防过充装置，包括：S4R充电模块、放电调节模块、均衡模块以及下位机模块；所述S4R充电模块，包括锂电池整组电压控制、锂电池单体最大电压控制以及充电电流控制，同时对锂电池的充电状态进行监测与控制，S4R充电模块中充电电路的控制参数可以通过下位机模块进行更改；所述放电调节模块，采用BOOST升压模式，同时具备母线电压过压、欠压保护电路以及输出电流限流保护电路；所述均衡模块，提供锂电池单体的采样、均衡功率回路以及逻辑控制接口，防止单体电池过压；均衡电路的逻辑控制由下位机模块实现；所述下位机模块，包括锂电池温控模块以及锂电池充放电管理模块；下位机所需的输入信号由模拟量采集电路提供。

进一步，所述下位机模块，下位机采用以MCS-51为核心的微处理器系统，程序存储器16K字节，数据存储器8K字节，注入程序存贮器16K字节，晶振频率11.0592MHz，软件采取模块化设计，以C语言编写。

进一步，所述均衡模块通过均衡控制电路调节蓄电池各单体之间的电压差异，电路采集蓄电池所有单体电压，传送至下位机，由下位机对单体电压的一致性进行判断，并打开均衡逻辑控制功能，最后将结果返还至均衡电路的旁路开关，控制单体电池均衡放电，以防止下一个充电周期蓄电池某一单体的过充。