[发明专利]一种恒压型航天器无线传能系统及其方法

权利要求书

1.一种恒压型航天器无线传能系统，其特征在于包括：太阳电池阵、电压调节单元、逻辑与控制单元，磁耦合无线传能发送端和磁耦合无线传能接收端；其中，

所述太阳电池阵用于将太阳能转换为电压不稳定的电能，并将电压不稳定的电能传输给所述电压调节单元；

所述电压调节单元将电压不稳定的电能通过内部的升降压拓扑调节成所需电压，将所需电压通过可变母线传输给所述磁耦合无线传能发送端；

所述逻辑与控制单元采集数据信号，将数据信号经过逻辑运算后产生驱动信号，将驱动信号进行变换后传递到所述电压调节单元，驱动其工作；

所述磁耦合无线传能发送端将电压调节单元调节后的可变母线上的直流电压转变为交流电压，然后将交流电压转变成磁能传递给磁耦合无线传能接收端；

所述磁耦合无线传能接收端将接收到的磁能转变成交流电压，然后将交流电压转变为直流电压。

2.根据权利要求1所述的恒压型航天器无线传能系统，其特征在于：所述逻辑与控制单元包括变量采集与处理模块、控制逻辑模块和脉冲产生驱动保护电路；其中，

所述变量采集与处理模块采集数据信号，并进行处理以供控制逻辑模块进行运算；

所述控制逻辑模块接收到变量采集与处理模块的数据信号后，按照预设的逻辑处理策略，实现预定的控制，并输出相应的控制信号调节电压调节单元内部升降压拓扑的工作状态；

所述脉冲产生驱动保护电路接收到控制逻辑模块的控制信号后，转变成满足要求的驱动信号去控制电压调节单元工作。

3.根据权利要求1所述的恒压型航天器无线传能系统，其特征在于：磁耦合无线传能发送端将电压调节单元调节后的可变母线上的电压，利用逆变电路将直流转变后高频的交流后，由发射端线圈将电能转变成磁能传递给磁耦合无线传能接收端。

4.根据权利要求1所述的恒压型航天器无线传能系统，其特征在于：磁耦合无线传能接收端利用接收线圈将接收到的磁能转变成交变的电能。

5.根据权利要求2所述的恒压型航天器无线传能系统，其特征在于：逻辑与控制单元通过采集太阳电池阵电压、电流，处理后得到太阳电池阵的MPPT控制信号Vmppt；通过获取磁耦合无线传能接收端输出的电压进行处理得到稳压控制信号Vout；将MPPT控制信号Vmppt和稳压控制信号Vout处理得到比较输出信号Vo，将比较输出信号Vo通过电压调节单元调节得到三角波控制信号Vo_pi，根据三角波控制信号Vo_pi在[v1,v5]区间的位置得到相对应的模式；其中，数值v1<v2<v3<v4<v5，将[v1,v2]区间设置为太阳电池阵空载待机模式，将[v2,v3]设置为太阳电池阵升压模式，将[v3,v4]设置为太阳电池阵直通模式，将[v4,v5]设置为太阳电池阵降压模式。

6.根据权利要求5所述的恒压型航天器无线传能系统，其特征在于：在太阳电池阵空载待机模式下，逻辑与控制单元未获得稳压母线信号，电压调节单元不工作。

7.根据权利要求5所述的恒压型航天器无线传能系统，其特征在于：在太阳电池阵升压模式下，逻辑与控制单元的预设的逻辑处理策略具体实现步骤为：

1)若负载所需功率小于太阳电池阵输出功率时，稳压控制信号Vout小于MPPT控制信号Vmppt，比较输出信号Vo为Vout，经过PI调节获得Vo_pi位于[v2,v3]区间后，控制电压调节单元工作于升压模式下的限压调节状态；

2)随着负载所需功率的增加，当太阳电池阵的输出最大功率逐渐等于小于磁耦合无线传输的需求时，则稳压控制信号Vout将大于MPPT控制信号Vmppt，比较输出信号Vo为Vmppt，经过PI调节后，控制电压调节单元工作于升压模式下的最大功率点调节状态。