[发明专利]空间单内总线电源配电控制器

说明书

技术领域

本发明涉及卫星上星载设备电源控制领域，具体涉及空间单内总线电源配电控制器。

背景技术

目前的卫星等空间电源配电控制器中的电路设计中每一个功能电路都需要占用大量的下位机硬件资源，从数据遥测到指令控制引入了较多的逻辑控制，增大了逻辑计算难度和增加了软件的复杂程度。同时，每个电路的控制数据流和遥测数据流最终要汇集到下位机，每个电路自身具有模块化和独立性，在数据汇总中就要求充分考虑硬件电路设计的机械结构，目前空间电源配电控制器由于线路多且复杂，在装配中对工作人员有着更高的技能要求，同时过高的装配要求在做振动试验中有着更高的风险。

发明内容

本发明为解决现有空间电源配电控制器占用下位机硬件资源，增加计算难度及复杂度以及存在线路复杂等问题，提供一种空间单内总线电源配电控制器。

空间单内总线电源配电控制器，包括下位机电路、分流电路、充电控制电路、放电控制电路、电池均衡电路、配电电路和采样电路；所述下位机电路与所述分流电路、充电控制电路、放电控制电路、电池均衡电路、配电电路以及采样电路之间通过1-wire总线进行数据通信和指令的传输；

太阳能电池阵将太阳能转化成电能，由电源配电控制器该电能进行分配；一部分电能通过供电接口为负载供电，另一部分通过充电控制电路为蓄电池组进行充电，其余部分通过分流电路分流后保证母线供电稳定；

所述充电控制电路为蓄电池组充电，同时电池均衡电路用于控制蓄电池组电量均衡；下位机电路通过采样电路采集配电控制器内部状态信息，同时下位机通过数据接口与中心计算机进行数据通信；放电控制电路控制蓄电池组为母线提供电能，通过下位机采集的控制器内部状态信息，实现分流控制、充电控制和放电控制；配电电路根据下位机的指令控制配电继电器向星上受控用电设备提供电源。

本发明有益效果：本发明所述的配电控制器采用了多种电路设计，对配电进行合理分配，从多角度考虑到配电控制器的稳定可靠性，全面分析了配电中出现的各种状态，实时的数据监控保证设备运行正常，同时采用1-wire总线设计，所有的数据传输都通过该总线，使得配电控制器的软件与硬件功能层次清晰，同时也简化了电路结构降低电路出错风险，在机械层保障了配电控制器的可靠性。

附图说明

图1为本发明所述的空间单内总线电源及配电控制器的整体框图；

图2为本发明所述的空间单内总线电源及配电控制器的总线连接框图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1和图2说明本实施方式，空间单内总线电源及配电控制器，通过电源下位机电路、分流电路、充电控制电路、放电控制电路、电池均衡电路、配电电路、采样电路同时结合了1-wire总线实现对整星设备的供电。

所述分流电路以脉宽调制电路为核心，由母线电压取样电路、误差放大器电路、功率驱动电路、驱动控制电路等组成，通过母线电压取样电路获取母线电压形成反馈，通过误差放大器电路获取母线电压与基准电压的差分信号，根据差分信号采用功率驱动电路产生的驱动控制信号作用在驱动控制电路上，对驱动控制电路进行控制实现分流。在分流电路中在保证母线功率需求的前提下为蓄电池组充电，当电压接近设计的最终电压时，控制电路关闭电路充电功能转而分流。

充电控制电路根据蓄电池组充电要求为其提供合理的充电电流和充电终止控制，避免出现过充和充电不足等现象出现。

放电控制电路控制蓄电池组在太阳能电池阵供电不足和卫星处于阴影期间为母线提供电源，保证母线工作电压的稳定，同时也保证蓄电池组不会出现过放的现象。

电池均衡电路保证在给蓄电池组充电中每节电池充电量均达到近似，避免因为电池个体差异造成充电时间不同而出现过充现象；

配电控制电路根据下位机接收到指令通过控制配电继电器向星上受控用电设备提供一次电源和二次电源。

采样电路用于配电控制器内部的电压量、电流量、开关状态量等信息进行数据遥测，采样电路中遥测数据采用了1-wire总线的形式与下位机进行通信，同时实现控制开关完成控制指令动作。

下位机电路主要由处理器功能模块和接口电路等组成，采用1-wire总线通过软件对硬件资源进行协调和配合共同完成电源控制器功能。

结合图1说明本实施方式，太阳能电池阵是卫星结构的一部分，产生的电能一部分首先通过供电接口为负载供电，一部分通过充电控制电路为蓄电池组进行充电，而多余的部分则通过分流电路进行分流保证母线电压的稳定。充电控制电路在为蓄电池组充电时，电池均衡电路工作，为锂离子蓄电池组实现均衡功能。