部分自重構深空探測電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】部分自重構深空探測電源系統(tǒng)，涉及深空探測【技術領域】，解決現(xiàn)有電源系統(tǒng)輸出的能量不能滿足對應不同軌道的需求，進而導致系統(tǒng)復雜及成本增加等問題，F(xiàn)PGA控制芯片包括微處理器組、FLASH控制器模塊組、CAN總線模塊組、充電控制模塊組、放電控制模塊組、電池均衡控制模塊組、峰值功率跟蹤模塊組和外部I/O接口；所述充電控制模塊組、放電控制模塊組、電池均衡控制模塊組、峰值功率跟蹤模塊組的結構根據(jù)微處理器組的指令進行結構重構，滿足不同軌道的要求。本發(fā)明主要用于遠距離空間探測領域，用于為所在不同軌道位置的深空探測器提供基于不同軌道需求的電源，以保證其正常工作。
【專利說明】部分自重構深空探測電源系統(tǒng)
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及深空探測【技術領域】，具體涉及空間電源系統(tǒng)領域。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有的同類產(chǎn)品主要包括傳統(tǒng)衛(wèi)星電源系統(tǒng)和空間站電源系統(tǒng)。
[0003] 傳統(tǒng)的衛(wèi)星電源系統(tǒng)中充電控制器和放電控制器，在光照區(qū)可以把太陽電池陣輸 出的電能經(jīng)過轉換，為星上鋰離子蓄電池充電；在陰影區(qū)，控制蓄電池為系統(tǒng)供電，同時可 實現(xiàn)電池均衡。
[0004] 空間站電源系統(tǒng)與傳統(tǒng)衛(wèi)星電源系統(tǒng)類似，只是采用組合的方式，實現(xiàn)大功率電 能的輸出，為巨型空間站提供大量的電能。
[0005] 在遠距離空間探測領域，對電源系統(tǒng)在不同軌道的要求各不相同一在某些高輻 射軌道，由于地球輻射帶的影響，會造成電源控制系統(tǒng)的故障，而此時大部分設備處于關機 狀態(tài)，電能的需求量不大，但是要求通過多模冗余實現(xiàn)更高的可靠性。在某些低輻射軌道， 由于遠離輻射帶的影響，控制器失效率比較低，不需要通過冗余實現(xiàn)高可靠，但是大部分設 備已經(jīng)開機，對電能的需求量很大。與此同時，由于深空探測系統(tǒng)工作距離遠，對系統(tǒng)的體 積和重量要求更加苛刻，若干采用傳統(tǒng)的多機相互備份的方式解決，必然會導致成本的大 幅度增加。具體如表1所示
[0006] 表1不同軌道電源系統(tǒng)需求及特定
[0007]
【權利要求】
1.部分自重構深空探測電源系統(tǒng)，包括FPGA控制芯片、多組太陽電池陣、多組峰值功 率跟蹤電路、多組充電控制電路、多組放電控制電路和多組蓄電池組；其特征是， 所述FPGA控制芯片包括微處理器、FLASH控制器模塊、CAN總線控制模塊、充電控制模 塊組、放電控制模塊組、電池均衡控制模塊組、峰值功率跟蹤模塊組和外部I/O接口； 所述FLASH控制器模塊，用于讀取片外FLASH芯片中的重構數(shù)據(jù)，并為微處理器組提供 重構數(shù)據(jù)； 所述CAN總線控制模塊，用于與片外CAN總線電平轉換電路進行通信，讀入上位機命令 并把部分自重構深空探測電源系統(tǒng)的狀態(tài)反饋給上位機； 所述外部I/O接口用于對多組峰值功率跟蹤電路、多組充電控制電路、多組放電控制 電路進行數(shù)據(jù)輸入輸出； 所述微處理器是FPGA控制芯片的核心，通過FPGA控制芯片內總線宏讀入總線上數(shù)據(jù)， 并通過內部配置訪問端口控制所述充電控制模塊組、放電控制模塊組、電池均衡控制模塊 組及峰值功率跟蹤模塊組的重構； 在低輻射軌道環(huán)境下， 所述充電控制模塊組被重構為多個控制器，所述多個控制器同時為多組充電控制電路 充電，實現(xiàn)對多組蓄電池組的充電控制； 所述放電控制模塊組被重構為多個控制器，所述多個控制器為多組放電控制電路放 電，實現(xiàn)對多組蓄電池組的放電控制； 所述電池均衡控制模塊組被重構為多個控制器，并同時實現(xiàn)對多組蓄電池組的控制； 所述峰值功率跟蹤模塊組被重構為多個控制器，所述多個控制器同時控制多組峰值功 率跟蹤電路工作； 在高輻射軌道環(huán)境下， 所述充電控制模塊組被重構為一個控制器，所述控制器為一組充電控制電路充電，實 現(xiàn)對一組蓄電池組的充電控制； 所述放電控制模塊組被重構為一個控制器，所述控制器為一組放電控制電路放電，實 現(xiàn)對一組蓄電池組的放電控制； 所述電池均衡控制模塊組被重構為一個控制器，所述控制器實現(xiàn)對一組蓄電池組的控 制； 所述峰值功率跟蹤模塊組被重構為一個控制器，所述一個控制器可單獨控制對應的峰 值功率跟蹤電路； 所述多路太陽電池陣為部分自重構深空探測電源系統(tǒng)供電，每路完全獨立的太陽電池 陣都通過二極管后與對應的峰值功率跟蹤電路相連。
【文檔編號】H02J7/00GK104242386SQ201410427811
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權日:2014年8月27日
【發(fā)明者】徐拓奇, 徐偉, 陳雪芹, 樸永杰, 王紹舉, 鄭曉云, 馮汝鵬, 金光 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所