[发明专利]不同电压体制的多航天器并网供电系统设计方法

权利要求书

1.一种不同电压体制的多航天器并网供电系统设计方法，其特征在于，包括：

分析来访航天器与目标航天器的组合体并网供电的需求；

设计所述组合体的并网供电的拓扑结构；

设计并网供电控制设备实现供电的方案；

设计所述组合体并网供电的安全性；

分析所述组合体并网供电功率；

设计所述组合体供电工作模式。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述目标航天器向所述来访航天器提供500W以上的电能。

3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述组合体并网供电的需求包括：

所述目标航天器采用100V高电压供电体制，所述来访航天器采用28V供电体制；

所述目标航天器设置一台并网控制器进行100V到28V的电压转换；

供电过程设有控制开关并保持所述来访航天器和所述目标航天器的距离；

所述目标航天器和所述来访航天器的两端均设置供电控制开关。

4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述组合体的并网供电的拓扑结构包括：

所述来访航天器供电系统的能源包括太阳帆板、并网控制器和镉镍蓄电池；

所述太阳帆板、所述并网控制器和所述镉镍蓄电池+放电调节器的输出电压区间实现供电。

5.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于，所述太阳帆板、所述并网控制器和所述镉镍蓄电池在所述组合体的一个充放电周期内，工作过程为以下四个阶段：

A.当所述组合体处于阴影区时，由所述并网控制器和所述来访航天器镉镍电池+放电调节器共同完成供电，所述并网控制器提供500W功率输出，所述镉镍电池+放电调节器提供300W功率输出；

B.当所述组合体进入阳照区太阳入射角较大时，所述太阳帆板输出功率小于300W，由所述太阳帆板、所述并网控制器和所述镉镍电池+放电调节器共同供电，所述太阳帆板输出功率从0W逐渐增加到300W，所述并网控制器保持500W额定功率输出，所述镉镍电池+放电调节器输出功率不断减小，从300W一直减小到0；

C.当所述太阳帆板输出功率大于300W时，由所述太阳帆板和所述并网控制器共同完成向停靠负载供电，所述太阳帆板输出功率从300W逐渐增加，所述并网控制器输出功率从500W逐渐减小；

D.当所述组合体处于阳照区时，当所述太阳帆板输出功率大于800W时，由所述太阳帆板向停靠负载提供所需功率，并处于分流状态；或此时由所述太阳帆板和所述并网控制器共同提供停靠负载所需功率，此时应保证所述太阳帆板提供最小400W负载功率输出。

6.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于，所述并网供电控制设备实现供电的方案包括：

所述并网控制器采用电压源，当负载未达到满载时为稳压输出，当达到满载时为恒流输出；

在所述并网控制器输出端和所述来访航天器能源输出端设置隔离二极管；

所述目标航天器采用3个将100V变换28V的DC/DC变换器模块并联，其中1个模块作为冷备份使用；

每个所述DC/DC变换器模块设置一个隔离二极管，能源模块电压采样点放在隔离二极管之前；

所述并网控制器输出电压≤30V。

7.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于，所述组合体并网供电的安全性包括：

所述并网控制器具有2级输出过压保护，第1级可以将变换器工作在输出过压保护状态时的最大输出电压控制在32V以内，第2级输出过压保护为输出电压超过40V时的过压保护；

所述目标航天器的并网供电输出端和所述来访航天器的轨道舱配电器的输入端均设置控制开关，并网供电时，通过监测目标航天器电网状态和所述来访航天器电网状态，通过控制开关的闭合和断开实现并网供电和断网。