[发明专利]一种弹载微小卫星能源控制系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及卫星技术领域，特指一种弹载微小卫星能源控制系统。

背景技术

卫星电源控制器系统是卫星关键分系统之一，它为卫星的其它分系统和有效载荷提供可靠的能量。目前弹载微小卫星电源控制系统的设计一般具有以下几个特点：(1)采用火工切割器作为星体与弹头的分离装置；(2)采用三结砷化镓太阳电池、锂离子蓄电池组等空间能源；(3)电源控制器系统设计可靠，体积空间符合微小卫星特征；(3)电源控制器系统集中管控载荷用电需求及火攻切割器分离装置，供配电相结合；(4)蓄电池组带BMS管理，防止储能电池永久失效。电源控制系统的功能为跟踪太阳能电池阵的最大功率点，以恒流恒压模式给蓄电池充电，整个电源系统在卫星受晒时，对蓄电池充电和给载荷供电，在卫星不受晒时，星上电子设备由蓄电池供电，在变换姿态太阳能供能不足时，由太阳电池阵和蓄电池联合对载荷供电。外部充电接口与弹载电源对接，在卫星入轨前，弹载电源提供星上用电，控制蓄电池接入母线，并给蓄电池充满电。控制电路完成遥测信号的取样及预处理，接受并执行遥控指令及地面有线指令。

已有专利“一种微小卫星能源系统”中涉及一种微小卫星电源系统，将最大功率点跟踪电路和充电管理电路相结合，采用相对简单的MPPT方式实现太阳电池阵最大功率输出，同时控制锂离子蓄电池充电电压，并且对输出电压进行变换。但是此专利中没有外部充电接口，不具备火工切割器的分离功能，没有外部控制的蓄电池接入开关，系统完整性低，可靠性相对较低。

若BMS供电直接通过母线供电，当BMS检测到过放、高温、低温等因素而切断蓄电池组脱离直流母线时，直流母线掉电，BMS无法在故障信号清除后，重新将蓄电池组接入直流母线；若BMS供电直接通过蓄电池组的两端供电，当蓄电池组需要长时间存储的时候，BMS一直处于工作状态，会将蓄电池组电量消耗殆尽。另外，火工切割器采用一对起爆点对应一组蓄电池，起爆点有一对互为备份，但是蓄电池为单组供电，可靠性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、可靠性高的弹载微小卫星能源控制系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种弹载微小卫星能源控制系统，包括太阳能电池阵、MPPT充电单元、电压变换单元和蓄电单元；所述MPPT充电单元与所述太阳能电池阵相连、用于设定所述太阳能电池阵的输出电压以输出最大功率；所述电压变换单元通过直流母线与所述MPPT充电单元相连、用于将MPPT充电单元的输出电压变换成负载所需的电压；所述蓄电单元包括蓄电池组和电池管理模块，所述电池管理模块的电源端与所述蓄电池组均通过一开关组件与所述直流母线相连。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述开关组件包括双触电磁保持继电器，所述电池管理模块的电源端通过双触电磁保持继电器的其中一组常开触点与直流母线相连，所述蓄电池组通过双触电磁保持继电器的另外一组常开触点与直流母线相连。

所述开关组件包括两个双触电磁保持继电器，两个双触电磁保持继电器互为冗余。

所述双触电磁保持继电器的双线圈均并联有二极管，其中二极管的阴极接线圈正极，阳极接线圈的负极。

所述蓄电池组包括多组蓄电池，各组蓄电池之间相互串联。

每组蓄电组均包括两个串联的蓄电池。

每个火工切割器均对应有两组蓄电池，且每组蓄电池均分别对应火工切割器的两路桥丝。

所述蓄电池为锂电池。

所述蓄电池的组数为四组，对应有四个火工切割器。

所述电压变换单元为DC/DC变换电路。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的弹载微小卫星能源控制系统，将电池管理模块的电源端通过开关组件与直流母线相连，从而在蓄电池组异常而导致电池管理模块关断时，再通过开关组件将电池管理模块与直流母线相连而实现启动，保证蓄电池组的正常运行。

附图说明

图1为本发明的方框结构图。

图2为本发明的开关组件的接线电路图。

图3为本发明中火工切割器的接线图。

图中标号表示：1、太阳能电池阵；2、MPPT充电单元；3、电压变换单元；4、蓄电单元；5、隔离充电电路；6、火工切割器；7、开关组件。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。