[go: up one dir, main page]

RU2560720C1 - Spacecraft power supply system with optimised control for solar battery power - Google Patents

Spacecraft power supply system with optimised control for solar battery power Download PDF

Info

Publication number
RU2560720C1
RU2560720C1 RU2014115143/07A RU2014115143A RU2560720C1 RU 2560720 C1 RU2560720 C1 RU 2560720C1 RU 2014115143/07 A RU2014115143/07 A RU 2014115143/07A RU 2014115143 A RU2014115143 A RU 2014115143A RU 2560720 C1 RU2560720 C1 RU 2560720C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transformer
battery
voltage
power supply
power
Prior art date
Application number
RU2014115143/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Осипов
Юрий Александрович Шиняков
Сергей Борисович Сунцов
Вадим Николаевич Школьный
Михаил Владленович Нестеришин
Мария Михайловна Черная
Артур Исаакович Отто
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР)
Priority to RU2014115143/07A priority Critical patent/RU2560720C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2560720C1 publication Critical patent/RU2560720C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: power supply system comprises solar battery (SB), accumulator battery (AB), voltage regulator and discharge device made as bridge inverters. Charge device, two separate matching transformers, control system with optimised power control, load with different feed voltage rates. SB is connected to voltage regulator, which output is connected to primary winding of the first transformer. AB is connected to discharge device, which output is connected to the first winding of the second transformer and to charge device, which input is connected to secondary winding of the first transformer. Secondary windings of the first and second transformers are coupled in series and feed the load through rectifier.
EFFECT: improved energy efficiency due to implemented optimised power control both in AB charge mode and in the mode of on-board load joint power supply from SB and AB.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к бортовым системам электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), и может быть использовано при проектировании и создании систем электропитания автоматических космических аппаратов на основе солнечных и аккумуляторных батарей (СБ и АБ).The invention relates to the field of converting technology, in particular to onboard power supply systems (BOT) of spacecraft (SC), and can be used in the design and construction of power systems for automatic spacecraft based on solar and storage batteries (SB and AB).

Техническим результатом изобретения является повышение энергетической эффективности системы электропитания космического аппарата за счет реализации экстремального регулирования мощности (ЭРМ) солнечных батарей как в режиме заряда АБ, так и в режиме совместного питания бортовой нагрузки от СБ и АБ.The technical result of the invention is to increase the energy efficiency of the spacecraft’s power supply system through the implementation of extreme power control (ERM) of solar batteries both in the battery charge mode and in the mode of joint supply of onboard load from the SB and AB.

Широко известна система электропитания [1] с экстремальным регулированием мощности фотоэлектрической батареи, содержащая фотоэлектрическую и аккумуляторную батареи, последовательный регулятор напряжения (РН) для питания нагрузки от фотоэлектрической батареи, зарядное и разрядное устройства (ЗУ и РУ). Экстремальное регулирование мощности фотоэлектрической батареи осуществляется ЗУ при питании нагрузки и одновременном заряде АБ, а также регулятором напряжения при одновременном питании нагрузки от СБ и АБ. Система электропитания с ЭРМ фотоэлектрической батареи предназначена для формирования одной силовой низковольтной (27-28 В) шины питания нагрузки. Для формирования других номиналов питающего напряжения необходима разработка дополнительных преобразователей, что в свою очередь увеличивает время разработки СЭП КА и КА в целом.A widely known power supply system [1] with extreme power control of a photovoltaic battery, comprising a photovoltaic and storage batteries, a series voltage regulator (LV) for supplying a load from a photovoltaic battery, a charging and discharge device (charger and switchgear). Extreme regulation of the power of the photovoltaic battery is carried out by the charger when the load is powered and the battery is simultaneously charged, as well as by a voltage regulator while the load is powered from the SB and AB. The power supply system with a photoelectric battery is designed to form one power low-voltage (27-28 V) load power bus. For the formation of other ratings of the supply voltage, the development of additional converters is necessary, which in turn increases the development time of the BOTS of the spacecraft and the spacecraft as a whole.

Недостатком этой системы электропитания является то, что при создании высоковольтных СЭП КА (100 В) максимальное значение напряжения холостого хода СБ в моменты выхода из теневых участков Земли превышает 200 В, что является недопустимым из-за возможности возникновения в условиях вакуума электростатических разрядов между цепочками фотодиодов СБ или элементами токосъема. Для ограничения напряжения на СБ требуется применение специальных устройств или реализация режимов работы СЭП, ограничивающих повышение напряжения на охлажденной СБ.The disadvantage of this power supply system is that when creating high-voltage SEP spacecraft (100 V), the maximum value of the open circuit voltage of the SB at the moments of exit from the shadow areas of the Earth exceeds 200 V, which is unacceptable due to the possibility of electrostatic discharges between the photodiode chains under vacuum conditions Sat or current collection elements. To limit the voltage on the SB requires the use of special devices or the implementation of the operation modes of the BOT, limiting the increase in voltage on the cooled SB.

В настоящее время проектирование мощных высоковольтных российских и иностранных СЭП осуществляется на основе шунтовых регуляторов напряжения СБ [2], ограничивающих напряжение на СБ на уровне напряжения шины питания нагрузки и поэтому не позволяющих реализовывать режим ЭРМ СБ.Currently, the design of high-voltage high-voltage Russian and foreign BOTs is carried out on the basis of SB shunt voltage regulators [2], which limit the voltage on the SB at the voltage level of the load power bus and therefore do not allow implementing the SBE mode.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является система электропитания космического аппарата, описанная в патенте [3] (фиг.1).Closest to the technical nature of the claimed invention is the power supply system of the spacecraft described in the patent [3] (figure 1).

Система электропитания состоит из солнечной батареи 1, аккумуляторной батареи 2, стабилизатора напряжения солнечной батареи 3, разрядного устройства аккумуляторной батареи 4, зарядного устройства аккумуляторной батареи 5, экстремального регулятора мощности солнечной батареи 6, датчика тока солнечной батареи 7, трансформатора 8, первичных обмоток трансформатора 9, 10, вторичных обмоток трансформатора 11, 12, 15, 20, устройств питания 13, 16, 18 нагрузок постоянного или переменного тока 14, 17, 19, схемы управления 21 транзисторами 22-25 стабилизатора напряжения 3, схемы управления 26 транзисторами 27-30 разрядного устройства 4.The power supply system consists of a solar battery 1, a battery 2, a voltage stabilizer for a solar battery 3, a discharge device for a battery 4, a battery charger 5, an extreme power regulator for a solar battery 6, a current sensor for a solar battery 7, a transformer 8, and primary transformer 9 windings , 10, secondary windings of the transformer 11, 12, 15, 20, power devices 13, 16, 18 loads of direct or alternating current 14, 17, 19, control circuits 21 transistors 22-25 voltage stabilizer 3, control circuits 26 transistors 27-30 bit device 4.

Система электропитания работает следующим образом.The power supply system operates as follows.

При превышении мощности СБ 1 над суммарной потребляемой нагрузками 14, 17, 19 мощностью (питании нагрузок от СБ) стабилизатором напряжения 3 с помощью обратной связи устройства 18 на вторичной обмотке 20 трансформатора 8 поддерживается стабильное напряжение. На вторичных обмотках 11, 12, 15 трансформатора 8 также поддерживается стабильное напряжение с учетом коэффициентов трансформации обмоток. При этом АБ 2 заряжена, ЗУ 5, РУ 4 и ЭРМ СБ 6 отключены.When the power of SB 1 exceeds the total power consumed by loads 14, 17, 19 (power supply of loads from SB) by voltage stabilizer 3, a stable voltage is maintained using the feedback of device 18 on the secondary winding 20 of transformer 8. On the secondary windings 11, 12, 15 of the transformer 8, a stable voltage is also maintained taking into account the transformation ratios of the windings. At the same time, AB 2 is charged, memory 5, RU 4 and SB 6 are shut off.

При заряде АБ включается ЗУ 5. Сигнал о включении ЗУ 5 поступает на вход ЭРМ 6. В результате реализуется режим ЭРМ СБ 1. При этом РУ 4 отключено.When the battery is charged, the charger 5 is turned on. The signal on the inclusion of the charger 5 is fed to the input of the ERM 6. As a result, the ERM mode of SB 1 is realized. At the same time, the RU 4 is disabled.

При питании нагрузки от АБ и мощности СБ1, равной нулю, подключается РУ 4, обеспечивается стабилизация напряжения на вторичной обмотке 20 трансформатора 8 с помощью обратной связи устройства 18. При этом стабилизатор напряжения 3, ЭРМ 6, ЗУ 5 отключены.When the load is supplied from the battery and the power of SB1 is equal to zero, the switchgear 4 is connected, the voltage is stabilized at the secondary winding 20 of the transformer 8 using the feedback of the device 18. In this case, the voltage stabilizer 3, EPM 6, memory 5 are disconnected.

При питании нагрузки совместно от СБ и АБ напряжение на вторичной обмотке 20 трансформатора 8 стабилизируется РУ 4, которое компенсирует недостаток мощности генерируемый СБ. При этом напряжение на СБ определяется уровнем напряжения АБ, так как СБ и АБ в этом режиме включены параллельно через трансформатор, это исключает возможность регулирования напряжения на СБ и, соответственно, реализацию режима экстремального регулирования мощности СБ. Генерируемая СБ мощность будет определяться в этом случае напряжением АБ приведенным к СБ через заданный при проектировании коэффициент трансформации.When the load is supplied together from the SB and AB, the voltage on the secondary winding 20 of the transformer 8 is stabilized by the RU 4, which compensates for the lack of power generated by the SB. The voltage on the SB is determined by the voltage level of the battery, since the SB and the battery in this mode are connected in parallel through the transformer, this eliminates the possibility of regulating the voltage on the SB and, accordingly, the implementation of the extreme power control mode of the SB. The power generated by the power supply will be determined in this case by the voltage of the power supply brought to the power supply through the transformation ratio specified during design.

Таким образом, система электропитания [3] не может осуществлять режим экстремального регулирования мощности СБ в режиме совместного питания нагрузки от СБ и АБ, что является ее главным недостатком.Thus, the power supply system [3] cannot carry out the extreme power control mode of the power supply in the mode of joint power supply of the load from the power supply and the power supply, which is its main drawback.

Целью изобретения является повышение энергетической эффективности СЭП КА за счет реализации экстремального регулирования мощности СБ как в режиме заряда АБ, так и разряда АБ (при одновременном питании нагрузки от СБ и АБ).The aim of the invention is to increase the energy efficiency of the SEP KA through the implementation of extreme power control SB both in charge mode of the battery and discharge of the battery (while supplying the load from the SB and AB).

На Фиг.2 представлена функциональная схема заявляемой системы электропитания космического аппарата с экстремальным регулированием мощности СБ, которая содержит солнечную батарею 1, аккумуляторную батарею 2, регулятор напряжения 3, выполненный в виде мостового инвертора на транзисторах 11-14, разрядное устройство 4, выполненное в виде мостового инвертора на транзисторах 15-18, зарядное устройство 5, трансформатор 6 с первичной обмоткой 20 и вторичными обмотками 21-231…n, трансформатор 7 с первичной обмоткой 25 и вторичными обмотками 24, 261…n, выпрямители 81…n, систему управления (СУ) с ЭРМ 9, устройство контроля степени заряженности (УКЗБ) АБ 10, датчик тока 19, нагрузки 271…n.Figure 2 presents a functional diagram of the inventive power system of the spacecraft with extreme power control SB, which contains a solar battery 1, a battery 2, a voltage regulator 3, made in the form of a bridge inverter on transistors 11-14, a discharge device 4, made in the form bridge inverter transistors 15-18, charger 5, transformer 6 with primary winding 20 and secondary windings 21-23 1 ... n , transformer 7 with primary winding 25 and secondary windings 24, 26 1 ... n , rectified Iteli 8 1 ... n , a control system (SU) with an ERM 9, a device for monitoring the degree of charge (UKZB) AB 10, a current sensor 19, load 27 1 ... n .

Солнечная батарея 1 подключена к регулятору напряжения 3, выход которого соединен с первичной обмоткой 20 трансформатора 6. Аккумуляторная батарея 2 подключена к разрядному устройству 4, выход которого соединен с первичной обмоткой 25 трансформатора 7. Кроме того, аккумуляторная батарея 2 подключена к ЗУ 5, вход которого соединен со вторичной обмоткой 22 трансформатора 6.The solar battery 1 is connected to a voltage regulator 3, the output of which is connected to the primary winding 20 of the transformer 6. The battery 2 is connected to a discharge device 4, the output of which is connected to the primary winding 25 of the transformer 7. In addition, the battery 2 is connected to the charger 5, input which is connected to the secondary winding 22 of the transformer 6.

Вторичные обмотки 231 трансформатора 6 и 261 трансформатора 7 соединены последовательно в общий контур, формирующий суммарное напряжение, которое после выпрямления выпрямителем 81 питает нагрузку 271. Такое соединение вторичных обмоток позволяет регулировать напряжение на СБ 1, а значит, реализовать режим ЭРМ в режиме разряда АБ 2, т.е. при одновременном питании нагрузки 271 от СБ 1 и АБ 2. Аналогичным образом формируются другие каналы питания нагрузок 272…n.The secondary windings 23 1 of the transformer 6 and 26 1 of the transformer 7 are connected in series to a common circuit that forms the total voltage, which, after rectification by the rectifier 8 1, supplies the load 27 1 . Such a connection of the secondary windings makes it possible to regulate the voltage at SB 1, which means that the ERM mode is realized in the discharge mode AB 2, i.e. while supplying the load 27 1 from SB 1 and AB 2. Similarly, other power supply channels of the loads 27 2 ... n are formed .

Формирование выходных прямоугольных напряжений инвертора РН 3 происходит за счет поочередного отпирания транзисторов, образующих диагонали инвертора, при этом транзисторы стоек инверторов отпираются поочередно с межкоммутационной паузой, что исключает закорачивание источника питания. Регулирование суммируемых выходных напряжений регулятора напряжения 3 и разрядного устройства 4, обеспечивается путем фазового сдвига управляющих импульсов транзисторов одной стойки мостового инвертора относительно другой, в результате чего реализуется широтно-импульсное регулирование напряжения инвертора. Так, например, регулирование выходного напряжения РН 3 осуществляется фазовым сдвигом управляющих импульсов транзисторов 11, 12, отпираемых поочередно, относительно управляющих импульсов транзисторов 13, 14, также отпираемых поочередно на некоторый угол αРН, определяющий длительность импульса выходного напряжения γСБ по выражению:The formation of the output rectangular voltages of the inverter PH 3 occurs due to the alternate unlocking of the transistors forming the diagonals of the inverter, while the transistors of the inverter racks are unlocked alternately with an interconnect pause, which eliminates shorting of the power source. The regulation of the summed output voltages of the voltage regulator 3 and the discharge device 4 is provided by phase shifting the control pulses of the transistors of one rack of the bridge inverter relative to the other, as a result of which pulse-width regulation of the inverter voltage is realized. So, for example, the regulation of the output voltage of the PH 3 is carried out by a phase shift of the control pulses of the transistors 11, 12, which are unlocked alternately, relative to the control pulses of the transistors 13, 14, which are also unlocked in turn by a certain angle α PH , which determines the pulse width of the output voltage γ SB by the expression:

Figure 00000001
Figure 00000001

В предельном случае при угле сдвига равном αРН=π происходит синфазное включение транзисторов 11, 13 на одном полупериоде и 12, 14 на другом, что приводит к закорачиванию первичной обмотки 20 трансформатора 6 транзисторами инвертора, при этом γРН=0. Аналогично происходит регулирование выходного напряжения РУ 4.In the extreme case, at a shear angle of α PH = π, the transistors 11, 13 turn on in phase on one half cycle and 12, 14 on the other, which leads to the shortening of the primary winding 20 of transformer 6 by inverter transistors, with γ PH = 0. Similarly, the regulation of the output voltage RU 4.

Управляющие импульсы формирует система управления 9, с которой соединены датчик тока 19, измерительная обмотка 21 трансформатора 6 (датчик напряжения) и измерительная обмотка 24 (датчик напряжения) трансформатора 7. Датчики предназначены для вычисления мощности, получаемой от СБ 1, расположение датчиков в цепях переменного тока позволяет реализовать их на основе измерительных обмоток, что снижает стоимость изделия.The control pulses are generated by the control system 9, to which the current sensor 19, the measuring winding 21 of the transformer 6 (voltage sensor) and the measuring winding 24 (voltage sensor) of the transformer 7 are connected. The sensors are designed to calculate the power received from SB 1, the location of the sensors in alternating circuits current allows you to implement them on the basis of measuring windings, which reduces the cost of the product.

Система электропитания КА работает в следующих режимах.The power supply system of the spacecraft operates in the following modes.

1. Мощность нагрузки меньше мощности генерируемой СБ (РНСБmах), АБ заряжена.1. The load power is less than the power generated by the SB (P N <P SBmax ), the battery is charged.

При заряженной АБ 2 зарядное устройство 5 отключено. Инвертор регулятора напряжения солнечной батареи 3 стабилизирует напряжение на нагрузках 271…n с помощью системы управления 9 по сигналу обратной связи с измерительной вторичной обмотки 21 трансформатора 6. Учитывая, что при РНСБmах разряжать АБ 2 не требуется, напряжение нагрузок 271…n целиком определяется инвертором РН 3. Напряжение СБ 1 превышает оптимальное значение на ВАХ (UСБ>UСБmах) и определяется текущим балансом мощности в системе РН≈РСБ.When battery 2 is charged, charger 5 is disconnected. The inverter of the voltage regulator of the solar battery 3 stabilizes the voltage at the loads 27 1 ... n using the control system 9 by the feedback signal from the measuring secondary winding 21 of the transformer 6. Considering that at Р НСmax it is not necessary to discharge the battery 2, the load voltage is 27 1 ... n is entirely determined by the inverter PH 3. The voltage of SB 1 exceeds the optimal value by the I – V characteristic (U SB > U SBmax ) and is determined by the current power balance in the system P N ≈ P SB .

2. Мощность нагрузки меньше мощности генерируемой СБ (РНСБmах), АБ разряжена.2. The load power is less than the power generated by the SB (P N <P SBmax ), the battery is discharged.

При получении сигнала с УКЗБ 10 о необходимости заряда АБ 2 включается зарядное устройство 5, которое работает в режиме экстремального регулирования мощности СБ, потребляя с РН 3 дополнительную мощность РЗУСБmахН через вторичную обмотку 22 трансформатора 6. Регулятор напряжения 3 при этом по-прежнему работает в режиме стабилизации выходного напряжения, отрабатывая возмущения, вызванные смещением рабочей точки В АХ солнечной батареи. СБ 1 в этом случае полностью используется по мощности, которая расходуется на питание нагрузок 271…n и заряд АБ 2.When receiving a signal of the charge UKZB 10 AB 2 need switched charger 5 which works in the extreme power control mode Sa, consuming PH 3 with additional memory capacity P = P H -P SBmah through the secondary winding 22 of the transformer 6. The voltage regulator 3 at This still works in the mode of stabilization of the output voltage, fulfilling the disturbances caused by the displacement of the operating point B AX of the solar battery. SB 1 in this case is fully used in terms of power, which is spent on supplying loads 27 1 ... n and battery charge 2.

3. Мощность нагрузки больше мощности генерируемой СБ (РНСБmах), разряд АБ. Питание нагрузки от СБ и АБ.3. The load power is greater than the power generated by the SB (P N <P SBmax ), discharge AB. Power supply from SB and AB.

При увеличении мощности нагрузки PHСБ ЭРМ заряд АБ 2 прекращается, ЗУ 5 выключается. Инвертор РН 3 в этом режиме не может стабилизировать выходное напряжение и переходит в режим экстремального регулирования мощности (U=UСБmax) по сигналу СУ 9, использующей сигналы датчика тока 19 и измерительной обмотки 21 (датчика напряжения) трансформатора 6. Недостаток выходной мощности на нагрузках 271…n компенсируется инвертором разрядного устройства 4, который осуществляет необходимую добавку напряжения в контур суммирования, стабилизируя выходное напряжение, измеряемое вторичными обмотками 21 трансформатора 6 и 24 трансформатора 7. Диаграммы работы в этом режиме представлены на Фиг.3. Где U1 - напряжение на СБ 1, U2 - напряжение на АБ 2, U3 - напряжение регулятора напряжения 3, U4 - напряжение разрядного устройства 4, UВЫХ - выходное напряжение на нагрузках 271…n, αPH - угол сдвига управляющих импульсов транзисторов регулятора напряжения 3, αРУ - угол сдвига управляющих импульсов транзисторов разрядного устройства 4.When the load power increases P H > P SB ERM, the charge of AB 2 stops, the charger 5 turns off. The inverter RN 3 in this mode cannot stabilize the output voltage and switches to the extreme power control mode (U SB = U SB max ) by the signal SU 9 using the signals of the current sensor 19 and the measuring winding 21 (voltage sensor) of the transformer 6. The output power is not enough loads on January 27 ... n compensated inverter discharge device 4 which carries out the necessary voltage in summing circuit additive stabilizing the output voltage measured by the secondary windings 21 of transformer 6 and 24 of the transformer 7. a diagram the operation in this mode are shown in Figure 3. Where U 1 - voltage on the SB 1, U 2 - strain AB 2, U 3 - voltage regulator voltage 3, U 4 - voltage discharge unit 4, U OUT - output voltage to the load 27 January ... n, α PH - shift angle control pulses of the transistors of the voltage regulator 3, α RU - the angle of shift of the control pulses of the transistors of the discharge device 4.

4. Солнечная батарея не генерирует мощность (РСБ=0), разряд АБ.4. The solar battery does not generate power (P SB = 0), battery discharge.

При отсутствии мощности поступающей от СБ 1 (РСБ=0) питание нагрузок 271…n осуществляется от АБ 2. Инвертор РУ 4 осуществляет стабилизацию выходного напряжения посредством системы управления 9 по сигналу обратной связи с вторичной обмотки 24 трансформатора 7, реализуя широтно-импульсное регулирование.In the absence of power coming from SB 1 (R SB = 0), the loads 27 1 ... n are supplied from AB 2. The inverter RU 4 stabilizes the output voltage through the control system 9 by a feedback signal from the secondary winding 24 of transformer 7, realizing a pulse-width regulation.

Таким образом, в заявляемом изобретении напряжение СБ может регулироваться в широком диапазоне, включающем точку ВАХ СБ с максимальной мощностью, как в режиме заряда АБ, так и в режиме питания от СБ и АБ, что повышает энергетическую эффективность СЭП КА. Кроме того, за счет применения принципа суммирования напряжений источников заявляемая СЭП КА имеет возможность подключения нескольких АБ, при сравнительно простом осуществлении выравнивания их напряжений.Thus, in the claimed invention, the SB voltage can be regulated in a wide range, including the CVC point of the SB with maximum power, both in the battery charge mode and in the power mode from the SB and the battery, which increases the energy efficiency of the spacecraft. In addition, due to the application of the principle of summing the voltage of the sources, the claimed SEC KA has the ability to connect several batteries, with a relatively simple implementation of the equalization of their voltages.

Источники информацииInformation sources

1. Пат. РФ №2101831, H02J 7/35. Система электропитания с экстремальным регулированием мощности фотоэлектрической батареи / К.Г. Гордеев, С.П. Черданцев, Ю.А. Шиняков. Заявка №95119971 от 27.11.1995. Опубл. 10.01.1998, Бюл. №1.1. Pat. RF №2101831, H02J 7/35. Power supply system with extreme power regulation of a photovoltaic battery / K.G. Gordeev, S.P. Cherdantsev, Yu.A. Shinyakov. Application No. 95119971 dated 11/27/1995. Publ. 01/10/1998, Bull. No. 1.

2. Системы электропитания для больших платформ на геостационарной орбите / В.В. Хартов, Г.Д. Эвенов, B.C. Кудряшов, М.В. Лукьяненко // Электронные и электромеханические системы и устройства: Сб. науч. тр. - Новосибирск: Наука, 2007. - С.7-16.2. Power supply systems for large platforms in geostationary orbit / V.V. Khartov, G.D. Evenov, B.C. Kudryashov, M.V. Lukyanenko // Electronic and Electromechanical Systems and Devices: Sat. scientific tr - Novosibirsk: Nauka, 2007. - S.7-16.

3. Пат. РФ №2396666, H02J 7/34. Система электропитания космического аппарата / Кудряшов B.C., Эльман В.О., Нестеришин М.В., Гордеев К.Г., Гладущенко В.Н., Хартов В.В., Кочура С.Г., Солдатенко В.Г., Мельников Н.В., Козлов Р.В. Заявка №2009124704 от 29.06.2009. Опубл. 10.08.2010, Бюл. №24.3. Pat. RF №2396666, H02J 7/34. Spacecraft power supply system / Kudryashov BC, Elman V.O., Nesterishin M.V., Gordeev K.G., Gladushenko V.N., Khartov V.V., Kochura S.G., Soldatenko V.G., Melnikov N.V., Kozlov R.V. Application No. 2009124704 dated 06/29/2009. Publ. 08/10/2010, Bull. Number 24.

Claims (1)

Система электропитания космического аппарата, состоящая из солнечной батареи, подключенной своими плюсовой и минусовой шинами к регулятору напряжения, построенному по мостовой схеме инвертора, аккумуляторной батареи, подключенной своими плюсовой и минусовой шинами к входам разрядного устройства, построенного по мостовой схеме инвертора, и выходам зарядного устройства, отличающаяся тем, что регулятор напряжения и разрядное устройство подключены к разным согласующим трансформаторам, выход регулятора напряжения соединен с первичной обмоткой первого трансформатора, в цепи которой включен датчик тока, выход разрядного устройства соединен с первичной обмоткой второго трансформатора, вход зарядного устройства соединен со вторичной обмоткой первого трансформатора, устройство контроля степени заряженности аккумуляторной батареи соединено своими входами с информационными выходами аккумуляторной батареи, система управления с экстремальным регулированием мощности солнечной батареи соединена своими входами с датчиком тока, измерительной обмоткой первого трансформатора, измерительной обмоткой второго трансформатора и управляющим выходом устройства контроля степени заряженности аккумуляторной батареи, а выходами - с входом зарядного устройства и с управляющими входами транзисторов инверторов регулятора напряжения солнечной батареи и разрядного устройства аккумуляторной батареи, при этом вторичные обмотки первого и второго трансформаторов соединены последовательно и подключены к нагрузкам через выходные выпрямители. The power supply system of the spacecraft, consisting of a solar battery connected by its plus and minus buses to the voltage regulator built according to the inverter bridge circuit, a battery connected by its plus and minus buses to the inputs of the discharge device constructed by the inverter bridge circuit and the outputs of the charger characterized in that the voltage regulator and the discharge device are connected to different matching transformers, the output of the voltage regulator is connected to the primary the winding of the first transformer, in the circuit of which a current sensor is connected, the output of the discharge device is connected to the primary winding of the second transformer, the input of the charger is connected to the secondary winding of the first transformer, the battery charge control device is connected by its inputs to the information outputs of the battery, the control system is extreme by regulating the power of the solar battery, it is connected by its inputs to a current sensor, a measuring winding of the first transformer Ora, by measuring the winding of the second transformer and the control output of the device for monitoring the degree of charge of the battery, and the outputs with the input of the charger and with the control inputs of the transistors of the inverters of the solar voltage regulator and the discharge device of the battery, while the secondary windings of the first and second transformers are connected in series and connected to loads through output rectifiers.
RU2014115143/07A 2014-04-15 2014-04-15 Spacecraft power supply system with optimised control for solar battery power RU2560720C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014115143/07A RU2560720C1 (en) 2014-04-15 2014-04-15 Spacecraft power supply system with optimised control for solar battery power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014115143/07A RU2560720C1 (en) 2014-04-15 2014-04-15 Spacecraft power supply system with optimised control for solar battery power

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2560720C1 true RU2560720C1 (en) 2015-08-20

Family

ID=53880799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014115143/07A RU2560720C1 (en) 2014-04-15 2014-04-15 Spacecraft power supply system with optimised control for solar battery power

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2560720C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2634612C2 (en) * 2016-03-17 2017-11-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) High-voltage power supply system of space vehicle with inductive-capacitive converter
RU2650100C1 (en) * 2016-12-07 2018-04-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) High-voltage power supply system of spacecraft
RU2650875C2 (en) * 2016-09-19 2018-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Spacecraft power supply system
RU2653704C2 (en) * 2016-08-04 2018-05-14 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Spacecraft power supply system
RU2680245C1 (en) * 2018-05-17 2019-02-19 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Spacecraft power supply system
RU2794520C1 (en) * 2022-10-21 2023-04-20 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Power supply system for the spacecraft of the rocket space complex

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5594325A (en) * 1995-08-10 1997-01-14 David B. Manner Spacecraft power system architecture to mitigate spacecraft charging effects
RU95119971A (en) * 1995-11-27 1997-12-20 Государственное научно-производственное предприятие "Полюс" POWER SUPPLY SYSTEM WITH EXTREME CONTROL OF POWER OF PHOTOELECTRIC BATTERY
RU2396666C1 (en) * 2009-06-29 2010-08-10 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Electric power supply system of space vehicle

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101831C1 (en) * 1995-11-27 1998-01-10 Государственное научно-производственное предприятие "Полюс" Power system using optimizing power control of photovoltaic battery

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5594325A (en) * 1995-08-10 1997-01-14 David B. Manner Spacecraft power system architecture to mitigate spacecraft charging effects
RU95119971A (en) * 1995-11-27 1997-12-20 Государственное научно-производственное предприятие "Полюс" POWER SUPPLY SYSTEM WITH EXTREME CONTROL OF POWER OF PHOTOELECTRIC BATTERY
RU2396666C1 (en) * 2009-06-29 2010-08-10 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Electric power supply system of space vehicle

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2634612C2 (en) * 2016-03-17 2017-11-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) High-voltage power supply system of space vehicle with inductive-capacitive converter
RU2653704C2 (en) * 2016-08-04 2018-05-14 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Spacecraft power supply system
RU2650875C2 (en) * 2016-09-19 2018-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Spacecraft power supply system
RU2650100C1 (en) * 2016-12-07 2018-04-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) High-voltage power supply system of spacecraft
RU2680245C1 (en) * 2018-05-17 2019-02-19 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Spacecraft power supply system
RU2794520C1 (en) * 2022-10-21 2023-04-20 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Power supply system for the spacecraft of the rocket space complex

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2396666C1 (en) Electric power supply system of space vehicle
US9041345B2 (en) Battery system and energy storage system including same
RU2560720C1 (en) Spacecraft power supply system with optimised control for solar battery power
Edpuganti et al. A comprehensive review on CubeSat electrical power system architectures
US20170163089A1 (en) Control of Multiple Battery Groups
RU2337452C1 (en) Method of load supply with direct current in composition of autonomous system of earth power supply and autonomous power supply system for its implementation
Fu et al. New electrical power supply system for all-electric propulsion spacecraft
US20120286579A1 (en) Electrical power conditioning unit and system
US20200153351A1 (en) Hybrid pv inverter with scib battery integration &amp; scib add-on
Zhang et al. Power management of a modular three-port converter-based spacecraft power system
RU2613660C2 (en) Spacecraft electric power supply system
RU2392718C1 (en) Method for dc supply to load in autonomous power supply system of artificial earth satellite
RU2634513C2 (en) High-voltage power supply system of space vehicle
RU2548664C2 (en) Method of load feeding by direct current in autonomous electric power supply system of man-made satellite
RU2650100C1 (en) High-voltage power supply system of spacecraft
US11539223B2 (en) Charging/discharging apparatus
RU173905U1 (en) COMPLEX OF AUTOMATION AND STABILIZATION OF POWER SUPPLY OF SPACE VEHICLE
RU2633616C1 (en) Method of spacecraft power supply
RU2574565C1 (en) Power supply system of space vehicle with power regulation of solar panel by inverting-transformer converter
RU2535662C2 (en) Method for load feeding with constant current in independent electrical power supply system of artificial earth satellite
RU2704656C1 (en) Power supply system of spacecraft with extreme solar battery power control
RU2680245C1 (en) Spacecraft power supply system
RU2689401C1 (en) Method of providing autonomous power supply
RU2488933C2 (en) Space vehicle electric power supply method
RU2574911C2 (en) Electric power supply method for space vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170416