[发明专利]一种适用于航天器电源系统的多相数字放电调节方法

说明书

技术领域

本发明属于多相数字放电调节器的技术领域，具体涉及一种适用于航天器 电源系统的多相数字放电调节方法。

背景技术

对于采用太阳电池阵和蓄电池组作为能量源的航天器电源系统，通常会引 入放电调节器构成全调节母线。当航天器进入阴影阶段时，放电调节器开始工 作，对蓄电池的放电进行调节，稳定母线电压。目前的放电调节器通常采用3 个放电调节模块并联，由3取2表决电路选定两个工作模块，一个备份模块， 工作模块可以实现均流控制，放电调节器的驱动信号是由模拟的专用PWM控制 器生成。现有的设计并联模块的数量固定，不能根据负载的变化调整工作模块 的数量，无法实现自动切相和增相，适用于母线输出功率较低，负载波动较小 的场合。

随着航天器技术的发展，母线的功率等级不断提高，目前已经达到数千瓦 至数十千瓦的量级，为了降低单个放电调节模块的负担，提高放电调节器的可 靠性和效率，有必要增加并联模块的数量；在整个任务周期中，母线的输出功 率会由于加载设备功耗的不同而产生较大波动(几百瓦至数十千瓦)，固定采用 n路模块并联1路模块冗余备份的方式很难在全负载范围内使得放电调节器的效 率、输出纹波、可靠性等性能达到最优。如果工作的模块能够根据当前负载的 功率等级进行调整，并且实现自动的均流和相位交错控制，无疑将提升整个电 源系统的综合性能；上述功能，基于传统的模拟控制系统电路设计复杂、集成 度低、实现困难。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种适用于航天器电源系统的多相数字放电调节 方法，能够提高放电调节器的可靠性和效率。

本发明的技术方案如下：

一种适用于航天器电源系统的多相数字放电调节方法，包括以下步骤：

步骤一、设置适用于航天器电源系统的多相数字放电调节器，所述放电调 节器包括n+1路并联的BDR功率电路、数字芯片、n+1路驱动电路、n+1路电 流采样电路和电压采样电路；

n+1路并联的BDR功率电路每一路的输入正端上连接电流传感器，电流传 感器采集的电流信号传输给一路电流采样电路的输入端，n+1路并联的BDR功 率电路的输出端连接电压采样电路输入端，n+1路的电流采样电路的输出端和电 压采样电路输出端连接数字芯片的ADC模块，数字芯片的DPWM模块连接n+1 路驱动电路的输入端，n+1路驱动电路的输出端连接n+1路BDR功率电路功率 开关管的驱动端；

步骤二、n+1路电流采样电路分别对n+1路BDR功率电路的输入端的电流 进行采样并传输至数字芯片；

步骤三、数字芯片将接收到的n+1路电流相加得到总电流；

步骤四、数字芯片将总电流与预设的每一路BDR功率电路的额定电流相除， 得到需要开启的BDR功率电路数量；

步骤五、数字芯片根据需要开启的BDR功率电路数量计算BDR功率电路 间的相位差；

步骤六、数字芯片在n+1路并联的BDR功率电路中随机选通需开启的BDR 功率电路，并按照步骤四中计算得到的相位差生成PWM控制信号发送给对应的 驱动电路；

步骤七、驱动电路将PWM控制信号转化为驱动信号输送至需开启的BDR 功率电路的开关管，从而控制BDR功率电路的开启及相位差；

步骤八、电流采样电路对已开启的BDR功率电路的输入端的电流进行采样 并传输至数字芯片，数字芯片将接收到的电流相加得到总电流，并根据总电流 和开启的BDR功率电路数量得到电流平均值；

步骤九、数字芯片根据电流平均值计算开启的BDR功率电路开关管的占空 比并生成PWM控制信号发送给驱动电路，驱动电路将PWM控制信号转化为驱 动信号输送至已开启的BDR功率电路，使已开启的每一路BDR功率电路中的 电流值接近电流平均值；

步骤十、电压采样电路对BDR功率电路的输出端的电压进行采样并传输至 数字芯片；

步骤十一、数字芯片根据所接收的电压值计算BDR功率电路的占空比并生 成PWM控制信号发送给驱动电路，驱动电路将PWM控制信号转化为驱动信号 输送至已开启的BDR功率电路进行调节，使输出电压跟随目标电压。

有益效果：

(1)针对大功率、宽负载波动的航天器，本发明所提供的多相数字放电调 节方法，BDR功率电路的并联数量得到增加，降低单个BDR电路的负担，提高 了放电调节器的可靠性和效率。