[发明专利]一种开放式架构高集成MPPT标准化模块

说明书

本发明公开了一种开放式架构高集成MPPT标准化模块，其包括多个MPPT标准化子模块；每个MPPT标准化子模块包括一个DC/DC电路，一个隔离二极管、一个保护二极管以及一个正输入端口、一个负输入端口、一个正输出端口和一个负输出端口。本发明所提供的MPPT标准化模块拓扑具有开放性，可通过MPPT标准化子模块的输入、输出端口不同的连接实现输入并联和输出串联、并联或串并联等形式，灵活实现输出电压提升、输出功率扩展，适应了微纳卫星多任务下快速组装、灵活扩展的需求；通过输入并联+输出串联、并联或串并联的方式解决了传统的输入太阳电池串联数过多而带来的一致性问题，提升了MPPT的跟踪精度，提升了太阳电池阵能量的利用率。

技术领域

本发明涉及航天器电源系统设计领域，具体涉及一种开放式架构高集成MPPT标准化模块。

背景技术

微纳卫星具有成本低、研制周期短、体积小、质量轻、载荷适应能力强等优点，适合作为快速响应、战术侦查、商业遥感以及技术试验等多种航天任务平台。为了完成不同任务，需选择不同载荷，作为承载平台的微纳卫星也会具有多种类型，因此针对微纳卫星多任务、多功率、多母线的电源系统需求，微纳卫星电源系统应满足功能和功率可扩展、高质量/体积比功率、高能源利用率以及高功率调节及变换效率等要求。

最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)方式电源系统适应了微纳卫星高能源利用率的需求，针对微纳卫星多母线体制功率变换的需求，传统的解决方式是“特定太阳电池串联数设计+特定功率变换”的定制化的设计方法。这种设计方法不足主要有：一方面，由于整个模块需要多个太阳电池片串联工作，其输出电流是由具有最小输出电流特性的太阳电池片决定的，如果多个太阳电池片输出电流一致性较差，就会出现整个模块输出最大功率点时，实际内部多个太阳电池片没有工作在最大功率点的情况，会造成能量巨大的浪费；另一方面，这种定制化设计和生产的方式无法满足微纳卫星母线电压(比如：3.6V—7.2V—14.4V)、输出功率(比如：10W—30W—100W)可扩展需求，电源系统的研制周期长，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种开放式架构高集成MPPT标准化模块，以解决上述现有技术的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种开放式架构高集成MPPT标准化模块，其包括多个MPPT标准化子模块；每个MPPT标准化子模块包括一个DC/DC电路，一个隔离二极管、一个保护二极管以及一个正输入端口、一个负输入端口、一个正输出端口和一个负输出端口；每个DC/DC电路具有一个正输入端口、一个负输入端口、一个正输出端口和一个负输出端口；所述DC/DC电路的正输入端口和MPPT标准化子模块的正输入端口连接；所述DC/DC电路的负输入端口和MPPT标准化子模块的负输入端口连接；所述隔离二极管的正端与DC/DC电路的正输出端口连接；所述保护二极管的负端分别与隔离二极管的负端和MPPT标准化子模块的正输出端口连接；所述保护二极管的正端分别与DC/DC电路的负输出端口和MPPT标准化子模块的负输出端口连接。

上述的开放式架构高集成MPPT标准化模块，其中，其还包括封装结构，用于将集成电路裸芯片、平面电感以及其它微型器件进行组合封装。

上述的开放式架构高集成MPPT标准化模块，其中，所述MPPT标准化子模块的正输入端口和负输入端口与太阳电池阵连接。

上述的开放式架构高集成MPPT标准化模块，其中，所述多个MPPT标准化子模块的输出端口并联连接。

上述的开放式架构高集成MPPT标准化模块，其中，所述多个MPPT标准化子模块的输出端口串联连接。

上述的开放式架构高集成MPPT标准化模块，其中，所述多个MPPT标准化子模块的输出端口先串联后并联连接。