应用于小型通信卫星的顺序开关并联系列稳压器的新方法研究

admin · 发表于 2022-9-5 13:38:04

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雅宝题库解析：
在过去的几十年中，随着卫星领域新技术的发展以及创新，卫星电源的需求不断提高。卫星从过去的几百瓦发展到了数千瓦，从而要求更高等级电流、电压的汇流条。其中电力子系统的一个重要设备是并联稳压器。它将太阳能电池阵列面板上未被有效载荷消耗的能量消耗掉，使系统稳定运行，并充分调节汇流条。70年代，顺序开关并联稳压器S3R ，一种能够顺序利用太阳能电池阵列能量的智能技术问世。这种拓扑结构提供了一种新设想，可以将太阳能电池阵列面板分成几个小的模块，从而每个部分的功率被降低。90年代，S3R的改进技术——顺序开关并联稳压器S4R被引进，其中包括了电池的充电操作，它继承了S3R技术的优点，简化了系统结构。卫星电源高功率的要求引入了新太阳能电池阵列面板技术，如砷化物面板或砷化镓面板，它可以提供更高的效率，应用于并联稳压器时存在一定缺点。在相同的电流和电压等级下其寄生电容是硅技术的五倍。这种寄生电容增加了开关功率损耗以及并联晶体管的延时，影响了S4R的稳定性以及动态响应。本文中提出了一种新的SR4方法，克服上面所提到的题目。在S4R技术中通过使用数字并联稳压器，从而创建一种混合电力稳压器，称为HS4R。这种新拓朴结构降低了功耗操作，其中分流模式和电池充电模式也包括在内。太阳能电池阵列面板被分成了几个小部分，保持了模块化配置，有高、低功率结构。低电源部分用于精细调节，其中负载要求不得高于4安培，高电源部分使用数字并联稳压器，通过开/关技术实现粗略调节，这有效降低了功率损耗以及并联晶体管的开关闭合延时。本文介绍了新型S4R拓朴混合分流调节器应用于功率小于0.5千瓦的小型全球通信卫星的研究，在一个完整的电力网络中论证了该技术的有效性。为了评价混合S4R的配置，需要满足以下4项要求：第一，设计的太阳能电池阵列仿真模型必顼提供能够使系统到达轨道位置所要满足的电压/电流的工作特性；第二，设计配置混合顺序开关并联稳压器（HS3R）来调节散热模式，并定义太阳能电池阵列部分的具体模块化；第三，设计混合系列调节器以配合HS4R拓朴，这部分结构用于完成电池的充电；第四，分析评价完成的S4R拓朴，完成各部分的组装。以上四点将根据欧洲空间航天工程的标准验证系统对于负载改变50%时的瞬态响应特性。文中功率级线性化后运用经典反馈回路控制理论提出了相应的设计策略，仿真配置以及实验结果也做了相应介绍。

应用于小型通信卫星的顺序开关并联系列稳压器的新方法研究

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