電源的隔離與非隔離,主要是針對開關(guān)電源而言,業(yè)內(nèi)比較通用的看法是:
1、隔離電源:電源的輸入回路和輸出回路之間沒有直接的電氣連接,輸入和輸出之間是絕緣的高阻態(tài),沒有電流回路。
2、非隔離電源:輸入和輸出之間有直接的電流回路
由于衛(wèi)星、飛船等航天設(shè)備的電源母線電壓主要為100 V、42 V等低壓段,相應(yīng)的器件也主要集中在低壓等級且品類較少,不能滿足高壓輸入的要求,這對中電華星的電源工程師來說產(chǎn)生了一定的困難。為了降低開關(guān)管的電壓應(yīng)力,工程師采用多電平直 流變換器。隨著電平數(shù)的增加,箝位二極管和飛跨電容的數(shù)量也相應(yīng)增加,而且飛跨電容電壓的檢測和控制也變得更加復(fù)雜。因此,據(jù)中電華星電源工程師介紹,對于輸入電壓等級較高的直 流變換器,輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)(ISOP,input series output paralle1)型的變換器結(jié)構(gòu)獲得了廣泛的應(yīng)用。
充電調(diào)節(jié)器單元
蓄電池組充電調(diào)節(jié)器由n-MOSFET與p-MOSFET組合電子開關(guān)構(gòu)成,具體結(jié)構(gòu)同圖3右側(cè)的電子開關(guān)。充電過程中,MOSFET驅(qū)動器輸出高電平信號,則n-MOSFET IRF3205導(dǎo)通,使p-MOSFET IRF4905的G極電壓近似為0,此時IRF4905的S極與G極間電壓為正,使IRF4905導(dǎo)通。當(dāng)蓄電池組達到滿充電壓時,微處理單元控制電子開關(guān)關(guān)斷。
智能電源系統(tǒng)基于“太陽能電池陣——電源控制系統(tǒng)——蓄電池組”拓撲結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。電源控制系統(tǒng)作為整個電源系統(tǒng)的核心部分,主要由以下幾個部分構(gòu)成:微控制單元、一次母線電壓調(diào)節(jié)單元(即峰值功率跟蹤單元)、二次母線電壓調(diào)節(jié)單元(即放電調(diào)節(jié)單元)、充電調(diào)節(jié)單元、電壓電流信號采集單元、信號處理單元、串行通訊單元等。
電源控制系統(tǒng)的基本工作流程為:根據(jù)預(yù)先設(shè)定的空間環(huán)境參數(shù),由太陽電池陣模擬器形成電源系統(tǒng)的初始輸進;初始輸進經(jīng)過一次母線電壓調(diào)節(jié)單元的調(diào)節(jié),形成與蓄電池組工作電壓相匹配的一次母線電壓7.2V~8.4V,同時完成對輸進峰值功率的跟蹤與鎖定;供給二次母線的功率經(jīng)過二次母線調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié),分別為星上負載提供5V與3.3V兩種二次母線電壓;電壓電流信號采集單元不斷采集初始輸進、一次母線、蓄電池組、二次母線等各關(guān)鍵節(jié)點的電壓電流信號,經(jīng)過電壓跟隨器、一階濾波電路與多路信號選通芯片,送進微控制單元進行A/D轉(zhuǎn)換;微控制器根據(jù)各關(guān)鍵節(jié)點信號,經(jīng)過進一步的處理與分析,向各級母線調(diào)節(jié)單元及充電控制單元發(fā)出控制信號,同時通過串行通訊單元向上位機傳送數(shù)據(jù)。
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