[发明专利]一种应用于S4R型电路的防过充电路

摘要

本发明公开了一种应用于S4R型电路的防过充电路，是空间飞行器电源系统中控制蓄电池充电的核心装置。采用S4R型电路拓扑的太阳能输出对蓄电池充电的控制方式，直接将太阳电池阵的富余能量供蓄电池充电，通过分流开关管的导通，限制蓄电池电压在目标值，从而达到防止过充的目的，无需额外的充电变换电路，并且具有可调的防止过充电参数的外部接口，电路简单可靠，并可适应不同使用环境对蓄电池防过充设计的要求。

主权项

1.一种应用于S4R型电路的防过充电路，其特征是，通过电路拓扑中的母线电压反馈电路、充电信号反馈电路、充电参数误差放大电路、三角波发生器电路、功率电子开关电路，对太阳电池输出及蓄电池的充电进行自动控制，防止电池过充，并提供了调节过充参数的对外接口；充电过程采取先恒流、再限压的模式，当蓄电池电压较低时，电路控制太阳电流为蓄电池进行大电流恒流充电；当充电至蓄电池的设计终压时，限压充电功能起作用，控制电路逐步减小充电电流，将蓄电池电压恒定在设计终压值，直至充电电流小于0.9A后停止充电；所述充电信号反馈电路，包括单体电池电压采样电路、充电电流采样电路、整组电池电压采样电路，可通过对外接口设定需要的电压、电流值，调节过充参数范围，实现覆盖锂电池不同寿命期间的工作需要；所述充电参数误差放大电路，与母线误差放大电路通过逻辑控制芯片，确保电路在提供稳定的一次母线的前提下，直接将太阳电池阵富余的能量提供锂电池充电；所述三角波发生器电路、功率电子开关电路，同时工作于充电信号反馈电路与母线电压反馈电路，确保整个电路拓扑工作在同一频率，工作电源电位一致，电子开关驱动信号无相位差，与母线供电互不干扰；其中，母线电压反馈电路的输入与输出滤波器相连，母线电压反馈电路的输出与母线误差放大电路电路相连；母线误差放大电路的输入与母线电压反馈电路的输出相连，母线误差放大电路的输出与三角波发生器的输出进行比较；充电信号反馈电路的输入分别与蓄电池组电压、蓄电池单体最大电压以及充电电流信号相连，充电信号反馈电路输出与充电误差放大电路相连；充电误差放大电路输入与充电信号反馈电路的输出相连，充电误差放大电路输出与三角波发生器的输出进行比较；两路误差放大信号与三角波发生器的比较输出通过逻辑芯片CC4073进行逻辑关系控制，CC4073输出电子开关的驱动信号，与电子开关的驱动级相连；两个电子开关串联后，并联在太阳能功率输出的正线与回线之间，进行功率调节；二次电源模块的输入与输出滤波器相连，二次电源的输出提供整个电路拓扑的工作电源。