[发明专利]低轨道一次放电试验件

说明书

技术领域

本发明涉及空间飞行器太阳电池电路试验领域，具体涉及一种低轨道一次放电试验件。

背景技术

由于卫星处于低地球轨道，该轨道等离子体密度为10⁵～10⁶cm^-3，卫星太阳电池电路的输出电压为72V（超过50V），作为低轨高压的太阳电池电路会与等离子体相互而发生ESD现象。通常认为在真空、介质和金属界面结合部导致ESD放电，放电时间为微秒级，称为一次放电。在玻璃盖板与太阳电池的互联片之间或玻璃盖板与基板之间发生ESD的地点会出现一个高浓度的等离子体。当电池串之间的电势差高于阀值电压（75V，维持功率约为25W）时，在太阳电池电路高电位与低电位之间的电流流动通过高浓度的等离子体的通路，成为二次放电，其能量远高于ESD放电。这个通路产生足够的能量使太阳电池之间或者太阳电池与太阳电池阵基板之间的材料发生热解，聚酰亚氨膜热解炭化留下一低阻通路，太阳电池串电流通过此低阻电流，形成闭环回路，导致太阳电池阵的永久失效。

为了复现太阳电池电路在低地球轨道环境中出现的一次放电现象，需要设计一种适用于低地球轨道太阳电池电路的一次放电试验件，该一次放电试验件用于模拟低地球轨道高压太阳电池电路一次放电现象，明确一次放电阈值，有助于后续开展二次放电分析工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低轨道一次放电试验件，用于模拟低地球轨道高压太阳电池电路一次放电现象，有助于后续开展二次放电分析工作，提高太阳电池电路在轨工作的可靠性和安全性。

为了达到上述的目的，本发明提供一种低轨道一次放电试验件，包括基板、太阳电池串、金属连接片和导线；所述太阳电池串和金属连接片均设置在所述基板上；所述太阳电池串至少有三串，每串所述太阳电池串至少包含三个太阳电池，各太阳电池串相互平行，且至少有一串所述太阳电池串位于靠近基板边框的位置；每串所述太阳电池串的两端各设有一片所述金属连接片，且连接所述金属连接片；每片所述金属连接片均连接一根所述导线。

上述低轨道一次放电试验件，其中，所述金属连接片为银连接片。

上述低轨道一次放电试验件，其中，所述太阳电池串有三串，每串所述太阳电池串包含三个太阳电池。

上述低轨道一次放电试验件，其中，三串所述太阳电池串中有两串位于靠近基板边框的位置。

本发明的低轨道一次放电试验件，设计时考虑了卫星太阳电池电路在轨状态，将太阳电池串的状态和数量，以及太阳电池在基板上的布局作为设计关键因素，实现了低地球轨道高压太阳电池电路一次放电现象的复现，有助于后续开展二次放电分析工作，提高太阳电池电路在轨工作的可靠性和安全性。

附图说明

本发明的低轨道一次放电试验件由以下的实施例及附图给出。

图1是本发明较佳实施例的低轨道一次放电试验件的示意图。

具体实施方式

以下将结合图1对本发明的低轨道一次放电试验件作进一步的详细描述。

卫星太阳电池电路的设计中，太阳电池是组成太阳电池电路的基本单元，若干太阳电池串联形成太阳电池串，若干太阳电池串形成太阳电池电路。本发明的低轨道一次放电试验件用于模拟低地球轨道高压太阳电池电路在轨工作状态，因此，太阳电池串并联数量是设计试验件的关键因素。

一般认为在玻璃盖板与太阳电池的互连片之间或玻璃盖板与基板之间会发生一次放电现象。因此，太阳电池在基板上的布局是设计试验件的关键因素。为验证太阳电池电路在轨状态，试验件需要满足以下几个条件：

1）试验件需要涵盖太阳电池串临近在基板边框的状态；

2）试验件需要涵盖太阳电池串输出端连接银连接片的状态；

3）试验件需要涵盖一片太阳电池四周均环绕太阳电池的状态。

图1所示为本发明较佳实施例的低轨道一次放电试验件的示意图。如图1所示，所述低轨道一次放电试验件包括基板2、太阳电池串、金属连接片3和导线4；所述太阳电池串至少有三串，每串所述太阳电池串至少包含三个太阳电池1，各太阳电池串相互平行设置在所述基板2上，且至少有一串所述太阳电池串位于靠近基板边框的位置；每串所述太阳电池串的两端各设有一片所述金属连接片3，所述金属连接片3设置在所述基板2上，且所述太阳电池串与其两端的金属连接片3分别连接；每片所述金属连接片3均连接一根所述导线4。