[发明专利]一种立方星一体化电源系统

权利要求书

1.一种立方星一体化电源系统，其特征在于，包括太阳电池阵列、能量管理单元、稳压单元、功率分配单元、MCU控制器、储能电池单元、分离开关电路和通用电气接口单元：

所述太阳电池阵列为多组且每组分别通过独立的光伏转换器将太阳能转换为电能，每一组太阳电池阵列的输出端串联肖特基二极管后连接到能量管理单元；

所述能量管理单元包含MPPT光伏转换模块和充放电管理模块，每一组太阳电池阵列的输出端串联的肖特基二极管的输出端分别连接有MPPT光伏转换模块，所有MPPT光伏转换模块并联后连接到充放电管理模块的输入端，MPPT光伏转换单元根据太阳板受光照和负载情况将太阳能电池输出电压设置在其最大功率点上，并将其转换为系统母线电压，而充放电管理模块控制锂电池组的充放电过程，保证电池安全和使用寿命；

所述储能电池单元为锂离子电池组，锂离子电池组与充放电管理模块连接，所述锂离子电池组作为系统储能单元存储多余电量，在阴影区为系统供电；

所述稳压单元的输入端与分离开关电路的输出端连接，所述分离开关电路的输入端与充放电管理模块和MPPT光伏转换模块连接，所述稳压单元包含并联的LDO单元和DC-DC稳压模块，LDO单元为MCU控制器的电源系统供电，DC-DC稳压模块将系统母线电压转换为立方星子系统和载荷所需的电压后输入功率分配单元，以满足负载功率需求；

所述功率分配单元，用于将DC-DC稳压模块转换后的电压以及母线电压进行多路控制输出并连接系统负载；

所述通用电气接口单元与功率分配单元的输出端连接，采用标准PC104插槽进行板对板的电气连接；

所述MCU控制器的输出端通过开关控制与功率分配单元连接，具备电源系统电压、电流和温度采集、电池状态监测功能，并与星载计算机通过I2C/CAN数字总线进行通讯。

2.根据权利要求1所述的立方星一体化电源系统，其特征在于：所述锂离子电池组由单体松下公司的18650锂离子电池串并联后组成，单体锂离子电池的额定电压为3.7V。

3.根据权利要求1所述的立方星一体化电源系统，其特征在于：所述太阳电池阵列包含3组。

4.根据权利要求1所述的立方星一体化电源系统，其特征在于：所述充放电管理单元为LTC4000控制器，用于完成锂离子电池组的恒流-恒压充电管理功能，同时具有锂电池过放、过充和短路保护功能。

5.根据权利要求1所述的立方星一体化电源系统，其特征在于：所述DC-DC稳压模块设置为五个，用于将系统母线电压转换为立方星子系统和载荷所需的5V、3.3V、12V、15V和24V电压。

6.根据权利要求1所述的立方星一体化电源系统，其特征在于：所述MCU控制器采用TI公司MSP430芯片。

7.根据权利要求1所述的立方星一体化电源系统，其特征在于：所述功率分配单元采用限流电子开关，用于将5V、3.3V、12V、15V、24V和母线电压进行多路控制输出，限流电子开关与MCU控制器连接。

8.根据权利要求1所述的立方星一体化电源系统，其特征在于：所述LDO单元采用LT3029芯片输出低纹波3.3V电压。

9.根据权利要求1所述的立方星一体化电源系统，其特征在于：所述分离开关电路采用锁闩结构，通过分离开关产生触发信号KS给上电单元，上电单元将锂离子电池组和MPPT光伏转换模块连入系统，卫星电气系统才开始工作，用于地面测试或卫星在轨分离瞬间对卫星上电，同时分离开关电路还包含了上电复位信号，用于在地面测试时对卫星进行下电；以及RBF开关，当该开关连接时卫星无法加电，用于卫星保护，防止误上电操作。