部分自重构深空探测电源系统的制作方法
【专利摘要】部分自重构深空探测电源系统，涉及深空探测【技术领域】，解决现有电源系统输出的能量不能满足对应不同轨道的需求，进而导致系统复杂及成本增加等问题，FPGA控制芯片包括微处理器组、FLASH控制器模块组、CAN总线模块组、充电控制模块组、放电控制模块组、电池均衡控制模块组、峰值功率跟踪模块组和外部I/O接口；所述充电控制模块组、放电控制模块组、电池均衡控制模块组、峰值功率跟踪模块组的结构根据微处理器组的指令进行结构重构，满足不同轨道的要求。本发明主要用于远距离空间探测领域，用于为所在不同轨道位置的深空探测器提供基于不同轨道需求的电源，以保证其正常工作。
【专利说明】部分自重构深空探测电源系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及深空探测【技术领域】，具体涉及空间电源系统领域。
【背景技术】
[0002] 现有的同类产品主要包括传统卫星电源系统和空间站电源系统。
[0003] 传统的卫星电源系统中充电控制器和放电控制器，在光照区可以把太阳电池阵输 出的电能经过转换，为星上锂离子蓄电池充电；在阴影区，控制蓄电池为系统供电，同时可 实现电池均衡。
[0004] 空间站电源系统与传统卫星电源系统类似，只是采用组合的方式，实现大功率电 能的输出，为巨型空间站提供大量的电能。
[0005] 在远距离空间探测领域，对电源系统在不同轨道的要求各不相同一在某些高辐 射轨道，由于地球辐射带的影响，会造成电源控制系统的故障，而此时大部分设备处于关机 状态，电能的需求量不大，但是要求通过多模冗余实现更高的可靠性。在某些低辐射轨道， 由于远离辐射带的影响，控制器失效率比较低，不需要通过冗余实现高可靠，但是大部分设 备已经开机，对电能的需求量很大。与此同时，由于深空探测系统工作距离远，对系统的体 积和重量要求更加苛刻，若干采用传统的多机相互备份的方式解决，必然会导致成本的大 幅度增加。具体如表1所示
[0006] 表1不同轨道电源系统需求及特定
[0007]
【权利要求】
1.部分自重构深空探测电源系统，包括FPGA控制芯片、多组太阳电池阵、多组峰值功 率跟踪电路、多组充电控制电路、多组放电控制电路和多组蓄电池组；其特征是， 所述FPGA控制芯片包括微处理器、FLASH控制器模块、CAN总线控制模块、充电控制模 块组、放电控制模块组、电池均衡控制模块组、峰值功率跟踪模块组和外部I/O接口； 所述FLASH控制器模块，用于读取片外FLASH芯片中的重构数据，并为微处理器组提供 重构数据； 所述CAN总线控制模块，用于与片外CAN总线电平转换电路进行通信，读入上位机命令 并把部分自重构深空探测电源系统的状态反馈给上位机； 所述外部I/O接口用于对多组峰值功率跟踪电路、多组充电控制电路、多组放电控制 电路进行数据输入输出； 所述微处理器是FPGA控制芯片的核心，通过FPGA控制芯片内总线宏读入总线上数据， 并通过内部配置访问端口控制所述充电控制模块组、放电控制模块组、电池均衡控制模块 组及峰值功率跟踪模块组的重构； 在低辐射轨道环境下， 所述充电控制模块组被重构为多个控制器，所述多个控制器同时为多组充电控制电路 充电，实现对多组蓄电池组的充电控制； 所述放电控制模块组被重构为多个控制器，所述多个控制器为多组放电控制电路放 电，实现对多组蓄电池组的放电控制； 所述电池均衡控制模块组被重构为多个控制器，并同时实现对多组蓄电池组的控制； 所述峰值功率跟踪模块组被重构为多个控制器，所述多个控制器同时控制多组峰值功 率跟踪电路工作； 在高辐射轨道环境下， 所述充电控制模块组被重构为一个控制器，所述控制器为一组充电控制电路充电，实 现对一组蓄电池组的充电控制； 所述放电控制模块组被重构为一个控制器，所述控制器为一组放电控制电路放电，实 现对一组蓄电池组的放电控制； 所述电池均衡控制模块组被重构为一个控制器，所述控制器实现对一组蓄电池组的控 制； 所述峰值功率跟踪模块组被重构为一个控制器，所述一个控制器可单独控制对应的峰 值功率跟踪电路； 所述多路太阳电池阵为部分自重构深空探测电源系统供电，每路完全独立的太阳电池 阵都通过二极管后与对应的峰值功率跟踪电路相连。
【文档编号】H02J7/00GK104242386SQ201410427811
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】徐拓奇, 徐伟, 陈雪芹, 朴永杰, 王绍举, 郑晓云, 冯汝鹏, 金光 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所