CN105610305B - 卫星太阳电池阵分流调节器限流供电控制电路 - Google Patents

卫星太阳电池阵分流调节器限流供电控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种卫星太阳电池阵分流调节器限流供电控制电路，包括：设置于方阵电源正极端子处的电感L1；设置于方阵电源负极端子处的采样电阻R1；MOS管Q1；以及控制MOS管Q1的控制电路；电感L1的一端与方阵电源正极端子连接；电感L1的另一端与MOS管Q1的源极连接；MOS管Q1的漏极通过采样电阻R1与方阵电源负极端子连接；控制电路包括一个主误差放大信号端子MEA和一个基准信号端子Verf；控制电路的输出端子与MOS管Q1的栅极连接；MOS管Q1的源极通过隔离二极管电路与母线BUS+连接；MOS管Q1的漏极通过采样电阻R1与母线BUS‑连接。该专利具有可控制太阳电池阵输出电流大，可靠性高的特点。

Description

卫星太阳电池阵分流调节器限流供电控制电路
技术领域
本发明涉及卫星电源技术领域，特别是涉及一种卫星太阳电池阵分流调节器限流供电控制电路。
背景技术
太阳电池阵分流调节控制电路是大功率空间电源***电源控制器的重要组成部分，实现卫星***能源供给。
现今卫星电源***太阳电池阵单阵供电电流多为2安培～4安培，为充分利用太阳电池阵输出能力，满足高轨大功率卫星电源***的需求。实现对大电流太阳电池阵的分流调节控制方法研究具有重要意义。与此同时，需要解决大电流冲击等问题，目前已经在轨飞行方阵电流可达7安培。
本发明中一种卫星太阳电池阵分流调节器限流供电控制方法，实现对高功率卫星***太阳方阵的控制，同时解决了大电流瞬态抑制问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种卫星太阳电池阵分流调节器限流供电控制电路。该卫星太阳电池阵分流调节器限流供电控制电路适用于高可靠高轨平台军用卫星，与现有技术相比，具有可控制太阳电池阵输出电流大，可靠性高的特点。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种卫星太阳电池阵分流调节器限流供电控制电路，至少包括：
设置于方阵电源正极端子处的电感L1；
设置于方阵电源负极端子处的采样电阻R1；
MOS管Q1；
以及控制MOS管Q1工作状态的控制电路；其中：
所述电感L1的一端与方阵电源正极端子电连接；所述电感L1的另一端与MOS管Q1的源极电连接；所述MOS管Q1的漏极通过采样电阻R1与方阵电源负极端子电连接；所述控制电路包括一个主误差放大信号端子MEA和一个基准信号端子Verf；所述控制电路的输出端子与MOS管Q1的栅极电连接；所述MOS管Q1的源极通过隔离二极管电路与母线BUS+连接；所述MOS管Q1的漏极通过采样电阻R1与母线BUS-连接。
进一步：所述控制电路包括三极管对管Q4和驱动NPN管U4；所述三极管对管Q4由第一NPN型三极管和第二NPN型三极管组成；上述第一NPN型三极管和第二NPN型三极管的基极短接；上述第一NPN型三极管的集电极通过电阻R27与电源端子VCC连接；上述第二NPN型三极管的集电极通过电阻R28与电源端子VCC连接；所述第二NPN型三极管的集电极与驱动NPN管U4的基极电连接；上述驱动NPN管U4的集电极与MOS管Q1的基极连接；所述电源端子VCC与MOS管Q1的基极之间通过电阻R29连接；上述第一NPN型三极管的发射极通过电阻R37与驱动NPN管U4的发射极电连接；所述第二NPN型三极管的发射极与采样电阻R1的一端连接；所述第一NPN型三极管的发射极通过电阻R37与采样电阻R1的另一端连接；在电阻R37两端并联有电阻R38。
进一步：所述隔离二极管电路包括主隔离电路和副隔离电路；所述主隔离电路和副隔离电路分别由两个二极管并联组成。
本发明具有的优点和积极效果是：
1、本发明实现了高轨大功率卫星电源***太阳电池阵分流调节电路控制，调节电路可调节范围宽。
2、本发明采用简洁高效瞬态抑制电感技术，通过适当电感电路设计实现大电流瞬态抑制电路，尤其适用于高轨光照工作模式较多卫星***，提高***可靠性。
附图说明：
图1为本发明优选实施例的电路图；
图2为本发明优选实施例的局部电路图，主要用于显示控制电路的具体电路。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1和图2，一种卫星太阳电池阵分流调节器限流供电控制电路，包括：
设置于方阵电源正极端子处的电感L1；
设置于方阵电源负极端子处的采样电阻R1；
MOS管Q1；
以及控制MOS管Q1工作状态的控制电路；其中：
所述电感L1的一端与方阵电源正极端子电连接；所述电感L1的另一端与MOS管Q1的源极电连接；所述MOS管Q1的漏极通过采样电阻R1与方阵电源负极端子电连接；所述控制电路包括一个主误差放大信号端子MEA和一个基准信号端子Verf；所述控制电路的输出端子与MOS管Q1的栅极电连接；所述MOS管Q1的源极通过隔离二极管电路与母线BUS+连接；所述MOS管Q1的漏极通过采样电阻R1与母线BUS-连接。
所述控制电路包括三极管对管Q4和驱动NPN管U4；所述三极管对管Q4由第一NPN型三极管和第二NPN型三极管组成；上述第一NPN型三极管和第二NPN型三极管的基极短接；上述第一NPN型三极管的集电极通过电阻R27与电源端子VCC连接；上述第二NPN型三极管的集电极通过电阻R28与电源端子VCC连接；所述第二NPN型三极管的集电极与驱动NPN管U4的基极电连接；上述驱动NPN管U4的集电极与MOS管Q1的基极连接；所述电源端子VCC与MOS管Q1的基极之间通过电阻R29连接；上述第一NPN型三极管的发射极通过电阻R37与驱动NPN管U4的发射极电连接；所述第二NPN型三极管的发射极与采样电阻R1的一端连接；所述第一NPN型三极管的发射极通过电阻R37与采样电阻R1的另一端连接；在电阻R37两端并联有电阻R38。
所述隔离二极管电路包括主隔离电路和副隔离电路；所述主隔离电路和副隔离电路分别由两个二极管并联组成。
上述优选实施例针对高轨大功率卫星电源***太阳电池分阵输出大电流特点，采用顺序开关分流调节电路拓扑，该电路拓扑与之前线性调节技术等相比功率损耗低，母线调节精度高，电路更可靠。
由于太阳方阵电流较大，高功率太阳电池结电容较大，使得MOS管开通瞬间电流尖峰较大，如果不加以控制可损伤甚至击穿功率管导致方阵输出失效。本电路采用导通回路串联电感和高精度镜像电流源采样电路，在此基础上将电流放大数百倍实现电流精准控制，采用较少元器件和更可靠方法使得电流得以有效控制。
如图1所示，方阵电流Isa和开关管Q1开通瞬间太阳方阵结电容产生电流流经电感L1，选取合适感量使得瞬间电流得以良好抑制。通过主误差放大信号MEA和基准信号Vref控制MOS管Q1的开通和关断，实现顺序开关分流调节功能。串联电感位于开通主回路中，采样电阻R1实现开通过程中电流采集。
MOS管Q1开通时，电流流经采样电阻R1上图中CY+和CY-分别接在采样电阻R1两端，峰值电流值由精密电阻R27和R38决定。三极管对管Q4为电性能一致双NPN管，当电流值达到峰值电流时，驱动NPN管U4的发射极产生开关管Q1的驱动信号，由此实现精确峰值电流控制，实现瞬态大电流精确控制，保证了电路可靠性。。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (1)

1.一种卫星太阳电池阵分流调节器限流供电控制电路，其特征在于：至少包括：
设置于方阵电源正极端子处的电感L1；
设置于方阵电源负极端子处的采样电阻R1；
MOS管Q1；
以及控制MOS管Q1工作状态的控制电路；其中：
所述电感L1的一端与方阵电源正极端子电连接；所述电感L1的另一端与MOS管Q1的源极电连接；所述MOS管Q1的漏极通过采样电阻R1与方阵电源负极端子电连接；所述卫星太阳电池阵分流调节器限流供电控制电路包括一个主误差放大信号端子MEA和一个基准信号端子Verf；所述控制MOS管Q1工作状态的控制电路的输出端子与MOS管Q1的栅极电连接；所述MOS管Q1的源极通过隔离二极管电路与母线BUS+连接；所述MOS管Q1的漏极通过采样电阻R1与母线BUS-连接；
所述控制MOS管Q1工作状态的控制电路包括三极管对管Q4和驱动NPN管U4；所述三极管对管Q4由第一NPN型三极管和第二NPN型三极管组成；上述第一NPN型三极管和第二NPN型三极管的基极短接；上述第一NPN型三极管的集电极通过电阻R27与电源端子VCC连接；上述第二NPN型三极管的集电极通过电阻R28与电源端子VCC连接；所述第二NPN型三极管的集电极与驱动NPN管U4的基极电连接；上述驱动NPN管U4的集电极与MOS管Q1的基极连接；所述电源端子VCC与MOS管Q1的基极之间通过电阻R29连接；上述第一NPN型三极管的发射极通过电阻R37与驱动NPN管U4的发射极电连接；所述第二NPN型三极管的发射极与采样电阻R1的一端连接；所述第一NPN型三极管的发射极通过电阻R37与采样电阻R1的另一端连接；在电阻R37两端并联有电阻R38；
所述隔离二极管电路包括主隔离电路和副隔离电路；所述主隔离电路和副隔离电路分别由两个二极管并联组成；
方阵电流Isa和MOS管Q1开通瞬间太阳方阵结电容产生电流流经电感L1，通过主误差放大信号端子MEA和基准信号端子Vref控制MOS管Q1的开通和关断，实现顺序开关分流调节功能；电感L1位于开通主回路中，采样电阻R1实现开通过程中电流采集；
上述第二NPN型三极管的发射极与端子CY+连接，上述驱动NPN管U4的发射极与端子CY-连接，CY+和CY-分别接在采样电阻R1两端，MOS管Q1开通时，电流流经采样电阻R1，峰值电流值由精密电阻R27和R38决定；三极管对管Q4为电性能一致双NPN管，当电流值达到峰值电流时，驱动NPN管U4的发射极产生MOS管Q1的驱动信号，由此实现精确峰值电流控制，实现瞬态大电流精确控制。
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