一种适用于晨昏轨道的高可靠电源控制系统的研究

摘要

电源系统作为航天产品中进行能源分配与管理的分系统是航天产品的重要组成部分，电源系统的正常工作与否决定着航天产品的成败。随着航天科技的不断拓展，对电源系统的要求也越来越高，电源系统正朝着更高效率、更小体积和高可靠性不断发展。
　　本课题通过对航天电源系统的发展及比较，选用了太阳电池-电源控制器-蓄电池的供电体系，结合全调节母线技术设计了一种能够最大化利用能源的电源系统，同时针对晨昏轨道特有的轨道光照特性，通过选用多种充电组合模式，有效避免了在轨蓄电池自放电的问题，为航天器提供一个稳定的母线输出。
　　课题开展通过对分流、放电、充电等功能的设计和电路仿真，结合原理样机的测试，确定了电路设计方案，为进一步提升产品可靠性，在实现电源控制器各功能前提下，对各功能电路的薄弱环节进行了分析，并设计了过压保护、过流保护、限流保护等多种可靠性、安全性措施，通过实物测试验证了其功能的有效性。在原理样机的功能测试完成后，通过研制了一台电源控制器实物产品，针对在轨使用的力学环境及热学环境进行了多项适应性试验，试验过程中对产品的电性能进行了监测，并在所有试验完成后对电源控制器的电性能进行了测试，测试确认了电源控制器产品电性能、力学设计、热设计均能满足产品航天应用需求，为后续晨昏轨道航天器产品提供了高可靠的电源控制设计方案。

目录

第1章 绪论

1.1 背景

1.2 卫星电源系统的研究现状

1.3 卫星电源系统的发展

1.4 本课题研究内容

第2章 轨道概况

2.1 卫星轨道分类

2.2 卫星轨道选择

2.3 晨昏轨道定义

2.4 晨昏轨道光照特点

2.5 本章小结

第3章 空间电源控制原理

3.1 功率调节拓扑结构

3.2 功率调节技术

3.3电源控制组成

3.4 本章小结

第4章 电源控制系统设计与仿真

4.1 电源控制系统任务需求

4.2 电源控制系统设计与仿真

4.3 本章小结

第5章 功能验证

5.1原理机测试

5.2试验验证

5.3 产品测试

5.4本章小结

第6章 总结

6.1 课题总结

6.2 研究展望

参考文献

附页

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

声明