一種適用于航天器電源系統(tǒng)的多相數(shù)字放電調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于多相數(shù)字放電調(diào)節(jié)器的技術(shù)領域，具體涉及一種適用于航天器電源系統(tǒng)的多相數(shù)字放電調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對于采用太陽電池陣和蓄電池組作為能量源的航天器電源系統(tǒng)，通常會引入放電調(diào)節(jié)器構(gòu)成全調(diào)節(jié)母線。當航天器進入陰影階段時，放電調(diào)節(jié)器開始工作，對蓄電池的放電進行調(diào)節(jié)，穩(wěn)定母線電壓。目前的放電調(diào)節(jié)器通常采用3個放電調(diào)節(jié)模塊并聯(lián)，由3取2表決電路選定兩個工作模塊，一個備份模塊，工作模塊可以實現(xiàn)均流控制，放電調(diào)節(jié)器的驅(qū)動信號是由模擬的專用PWM控制器生成?，F(xiàn)有的設計并聯(lián)模塊的數(shù)量固定，不能根據(jù)負載的變化調(diào)整工作模塊的數(shù)量，無法實現(xiàn)自動切相和增相，適用于母線輸出功率較低，負載波動較小的場合。
[0003]隨著航天器技術(shù)的發(fā)展，母線的功率等級不斷提高，目前已經(jīng)達到數(shù)千瓦至數(shù)十千瓦的量級，為了降低單個放電調(diào)節(jié)模塊的負擔，提高放電調(diào)節(jié)器的可靠性和效率，有必要增加并聯(lián)模塊的數(shù)量;在整個任務周期中，母線的輸出功率會由于加載設備功耗的不同而產(chǎn)生較大波動(幾百瓦至數(shù)十千瓦)，固定采用η路模塊并聯(lián)I路模塊冗余備份的方式很難在全負載范圍內(nèi)使得放電調(diào)節(jié)器的效率、輸出紋波、可靠性等性能達到最優(yōu)。如果工作的模塊能夠根據(jù)當前負載的功率等級進行調(diào)整，并且實現(xiàn)自動的均流和相位交錯控制，無疑將提升整個電源系統(tǒng)的綜合性能；上述功能，基于傳統(tǒng)的模擬控制系統(tǒng)電路設計復雜、集成度低、實現(xiàn)困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種適用于航天器電源系統(tǒng)的多相數(shù)字放電調(diào)節(jié)方法，能夠提尚放電調(diào)節(jié)器的可靠性和效率。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種適用于航天器電源系統(tǒng)的多相數(shù)字放電調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一、設置適用于航天器電源系統(tǒng)的多相數(shù)字放電調(diào)節(jié)器，所述放電調(diào)節(jié)器包括η+1路并聯(lián)的BDR功率電路、數(shù)字芯片、η+1路驅(qū)動電路、η+1路電流米樣電路和電壓米樣電路；
[0008]n+1路并聯(lián)的BDR功率電路每一路的輸入正端上連接電流傳感器，電流傳感器采集的電流信號傳輸給一路電流采樣電路的輸入端，n+1路并聯(lián)的BDR功率電路的輸出端連接電壓采樣電路輸入端，n+1路的電流采樣電路的輸出端和電壓采樣電路輸出端連接數(shù)字芯片的ADC模塊，數(shù)字芯片的DPWM模塊連接η+1路驅(qū)動電路的輸入端，η+1路驅(qū)動電路的輸出端連接n+1路BDR功率電路功率開關(guān)管的驅(qū)動端；
[0009 ]步驟二、η+1路電流米樣電路分別對η+1路BDR功率電路的輸入端的電流進彳丁米樣并傳輸至數(shù)字芯片；
[0010]步驟三、數(shù)字芯片將接收到的n+1路電流相加得到總電流；
[0011]步驟四、數(shù)字芯片將總電流與預設的每一路BDR功率電路的額定電流相除，得到需要開啟的BDR功率電路數(shù)量；
[0012]步驟五、數(shù)字芯片根據(jù)需要開啟的BDR功率電路數(shù)量計算BDR功率電路間的相位差;
[0013]步驟六、數(shù)字芯片在n+1路并聯(lián)的BDR功率電路中隨機選通需開啟的BDR功率電路，并按照步驟四中計算得到的相位差生成PWM控制信號發(fā)送給對應的驅(qū)動電路；
[0014]步驟七、驅(qū)動電路將PffM控制信號轉(zhuǎn)化為驅(qū)動信號輸送至需開啟的BDR功率電路的開關(guān)管，從而控制BDR功率電路的開啟及相位差；
[0015]步驟八、電流采樣電路對已開啟的BDR功率電路的輸入端的電流進行采樣并傳輸至數(shù)字芯片，數(shù)字芯片將接收到的電流相加得到總電流，并根據(jù)總電流和開啟的BDR功率電路數(shù)量得到電流平均值；
[0016]步驟九、數(shù)字芯片根據(jù)電流平均值計算開啟的BDR功率電路開關(guān)管的占空比并生成PffM控制信號發(fā)送給驅(qū)動電路，驅(qū)動電路將PffM控制信號轉(zhuǎn)化為驅(qū)動信號輸送至已開啟的BDR功率電路，使已開啟的每一路BDR功率電路中的電流值接近電流平均值；
[0017]步驟十、電壓采樣電路對BDR功率電路的輸出端的電壓進行采樣并傳輸至數(shù)字芯片;
[0018]步驟^^一、數(shù)字芯片根據(jù)所接收的電壓值計算BDR功率電路的占空比并生成PffM控制信號發(fā)送給驅(qū)動電路，驅(qū)動電路將PWM控制信號轉(zhuǎn)化為驅(qū)動信號輸送至已開啟的BDR功率電路進行調(diào)節(jié)，使輸出電壓跟隨目標電壓。
[0019]有益效果:
[0020](I)針對大功率、寬負載波動的航天器，本發(fā)明所提供的多相數(shù)字放電調(diào)節(jié)方法，BDR功率電路的并聯(lián)數(shù)量得到增加，降低單個BDR電路的負擔，提高了放電調(diào)節(jié)器的可靠性和效率。
[0021](2)本發(fā)明所提供的多相數(shù)字放電調(diào)節(jié)方法，可以根據(jù)當前負載功率等級設定工作BDR功率電路的數(shù)量并隨機選通，實現(xiàn)自動的均流控制和相位交錯控制，使得在任意負載條件下，放電調(diào)節(jié)器的效率、輸出紋波和可靠性等性能達到最優(yōu)，進一步提高了整個電源系統(tǒng)的綜合性能。
[0022](3)本發(fā)明方法基于數(shù)字芯片的全數(shù)字化控制系統(tǒng)，大大簡化了硬件電路的設計，提升了產(chǎn)品的集成度、通用性和可靠性。
【附圖說明】
[0023]圖1為多相數(shù)字放電調(diào)節(jié)器的設備結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
[0025]本發(fā)明提供了一種適用于航天器電源系統(tǒng)的多相數(shù)字放電調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟:
[0026]步驟一、設置適用于航天器電源系統(tǒng)的多相數(shù)字放電調(diào)節(jié)器，所述放電調(diào)節(jié)器包括η+1路并聯(lián)的BDR功率電路、數(shù)字芯片、η+1路驅(qū)動電路、η+1路電流米樣電路和電壓米樣電路；
[0027]n+1路并聯(lián)的BDR功率電路每一路的輸入正端上連接電流傳感器，電流傳感器采集的電流信號傳輸給一路電流采樣電路的輸入端，n+1路并聯(lián)的BDR功率電路的輸出端連接電壓采樣電路輸入端，n+1路的電流采樣電路的輸出端和電壓采樣電路輸出端連接數(shù)字芯片的ADC模塊，數(shù)字芯片的DPWM模塊連接η+1路驅(qū)動電路的輸入端，η+1路驅(qū)動電路的輸出端連接n+1路BDR功率電路功率開關(guān)管的驅(qū)動端。
[0028]數(shù)字芯片，通過BDR功率電路的電流信號計算BDR功率電路的啟動數(shù)量，并對BDR功率電路進行隨機選通、相位交錯控制和均流控制的計算，然后產(chǎn)生驅(qū)動信號送至驅(qū)動電路；通過對BDR功率電路的電壓信號采集，并調(diào)節(jié)BDR功率電路的占空比，使得n+1路并聯(lián)的BDR功率電路的輸出電壓跟隨目標電壓。
[0029]驅(qū)動電路，將數(shù)字芯片輸出的PWM控制信號轉(zhuǎn)化為驅(qū)動信號，并放大驅(qū)動信號送至BDR功率電路的功率開關(guān)管；
[0030]BDR功率電路，在驅(qū)動信號的控制下開通或關(guān)閉；
[0031 ]電流米樣電路米集BDR功率電路的電流彳目號；
[0032]電壓采樣電路采集BDR功率電路的電壓信號；
[0033]數(shù)字芯片通