[实用新型]一种商业卫星用42V锂离子蓄电池过放电保护电路

说明书

本实用新型涉及一种商业卫星用42V锂离子蓄电池过放电保护电路，控制电路采取三取二的方式，将蓄电池电压采样值与开启基准进行比较，当蓄电池电压低于设定过放值上限时，蓄电池过放判断信号电路输出高电平，放电保护电路的三极管饱和导通，当三路电路中有两路满足条件时，自动断开放电开关。设置蓄电池过放保护启动电压下限，在放电开关断开后，蓄电池电压采样值与关闭基准进行比较，当蓄电池电压低于设定过放值下限时，蓄电池过放判断信号电路输出低电平，过放保护功能不再启动，避免放电开关继电器线包一直通电，缩短继电器使用寿命。本实用新型的设计方法简单易懂，工程实现容易，对卫星用锂离子蓄电池组安全设计具有重要的工程应用价值。

技术领域

本实用新型涉及航天电源技术领域，具体涉及一种商业卫星用42V锂离子蓄电池过放电保护电路。

背景技术

锂离子蓄电池组是电源分系统的重要组成单机之一，作为整星能源心脏，光照期接收太阳电池充电，阴影期对星上设备提供储能电源。蓄电池过放电是导致蓄电池提前损坏或报废的直接原因，同时也直接影响整星的使用寿命。为保护蓄电池免遭过放电而损坏，需根据负载情况设定电池放电终止电压，保护蓄电池，延长电池使用寿命。当蓄电池发生过放电现象时，过放电会改变蓄电池正极材料的晶格结构，并使负极铜集流体氧化，氧化产生的铜离子在正极上还原使正极失效。在锂离子蓄电池过放电过程中，随着铜在负极不断被氧化，Cu²⁺在正极还原沉淀，生成了一些铜枝晶。锂离子蓄电池持续过放电将导致铜枝晶定向生长，最终会刺穿隔膜而造成微短路或者短路。如果发生微短路，此时蓄电池组仍可充放电，但是蓄电池组的性能已经严重衰减，同时该单体电压明显低于其他电压。深度过放电甚至会造成蓄电池单体失效。

为保护蓄电池免遭过放电而损坏，需根据负载情况设定电池放电终止电压，保护蓄电池，延长电池使用寿命。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种商业卫星用42V锂离子蓄电池过放电保护电路，该电路结构由三极管、电阻、比较器、继电器、二次电源模块等组成，电装工艺流程简单，器件选型均为常规元器件，易于工程实现。

本实用新型的技术解决方案是：

一种商业卫星用42V锂离子蓄电池过放电保护电路，包括：锂离子蓄电池组、过放保护使能电路、蓄电池过放判断信号电路、放电开关关断信号发生电路和比较器供电电路；

蓄电池过放判断信号电路通过过放保护使能电路连接锂离子蓄电池组，采集锂离子蓄电池组电压并输出蓄电池过放判断信号给放电开关关断信号发生电路；

过放保护使能电路与放电开关关断使能指令端口连接，接收外部输入的过放保护功能禁止指令和过放保护功能使能指令；

比较器供电电路功率输入端口与锂离子蓄电池组正线连接，为蓄电池过放判断信号电路和过放保护使能电路供电。

优选地，过放保护使能电路包括：继电器J1，电阻R7和电阻R8；

继电器J1的第一个公共触点和锂离子蓄电池组正线相连，继电器J1的第一组常开触点与蓄电池过放判断信号电路相连，继电器J1的第二个公共触点和放电开关关断使能指令端口连接，继电器J1的第二个常开触点与放电开关关断信号发生电路的输出端相连，继电器J1常断触点线包指令端用于接收外部输入的过放保护功能禁止指令，继电器J1常断触点线包指令供电端与电阻R7一端相连，电阻R7另一端与比较器供电电路输出正电压相连，继电器J1常开触点线包指令端用于外部输入的接收过放保护功能使能指令，继电器J1常开触点线包指令供电端与电阻R8一端相连，电阻R8另一端与比较器供电电路输出正电压相连。