一种适用于航天器电源系统的多相数字放电调节方法
【技术领域】
[0001]本发明属于多相数字放电调节器的技术领域，具体涉及一种适用于航天器电源系统的多相数字放电调节方法。
【背景技术】
[0002]对于采用太阳电池阵和蓄电池组作为能量源的航天器电源系统，通常会引入放电调节器构成全调节母线。当航天器进入阴影阶段时，放电调节器开始工作，对蓄电池的放电进行调节，稳定母线电压。目前的放电调节器通常采用3个放电调节模块并联，由3取2表决电路选定两个工作模块，一个备份模块，工作模块可以实现均流控制，放电调节器的驱动信号是由模拟的专用PWM控制器生成。现有的设计并联模块的数量固定，不能根据负载的变化调整工作模块的数量，无法实现自动切相和增相，适用于母线输出功率较低，负载波动较小的场合。
[0003]随着航天器技术的发展，母线的功率等级不断提高，目前已经达到数千瓦至数十千瓦的量级，为了降低单个放电调节模块的负担，提高放电调节器的可靠性和效率，有必要增加并联模块的数量;在整个任务周期中，母线的输出功率会由于加载设备功耗的不同而产生较大波动(几百瓦至数十千瓦)，固定采用η路模块并联I路模块冗余备份的方式很难在全负载范围内使得放电调节器的效率、输出纹波、可靠性等性能达到最优。如果工作的模块能够根据当前负载的功率等级进行调整，并且实现自动的均流和相位交错控制，无疑将提升整个电源系统的综合性能；上述功能，基于传统的模拟控制系统电路设计复杂、集成度低、实现困难。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种适用于航天器电源系统的多相数字放电调节方法，能够提尚放电调节器的可靠性和效率。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]—种适用于航天器电源系统的多相数字放电调节方法，包括以下步骤:
[0007]步骤一、设置适用于航天器电源系统的多相数字放电调节器，所述放电调节器包括η+1路并联的BDR功率电路、数字芯片、η+1路驱动电路、η+1路电流米样电路和电压米样电路；
[0008]n+1路并联的BDR功率电路每一路的输入正端上连接电流传感器，电流传感器采集的电流信号传输给一路电流采样电路的输入端，n+1路并联的BDR功率电路的输出端连接电压采样电路输入端，n+1路的电流采样电路的输出端和电压采样电路输出端连接数字芯片的ADC模块，数字芯片的DPWM模块连接η+1路驱动电路的输入端，η+1路驱动电路的输出端连接n+1路BDR功率电路功率开关管的驱动端；
[0009 ]步骤二、η+1路电流米样电路分别对η+1路BDR功率电路的输入端的电流进彳丁米样并传输至数字芯片；
[0010]步骤三、数字芯片将接收到的n+1路电流相加得到总电流；
[0011]步骤四、数字芯片将总电流与预设的每一路BDR功率电路的额定电流相除，得到需要开启的BDR功率电路数量；
[0012]步骤五、数字芯片根据需要开启的BDR功率电路数量计算BDR功率电路间的相位差;
[0013]步骤六、数字芯片在n+1路并联的BDR功率电路中随机选通需开启的BDR功率电路，并按照步骤四中计算得到的相位差生成PWM控制信号发送给对应的驱动电路；
[0014]步骤七、驱动电路将PffM控制信号转化为驱动信号输送至需开启的BDR功率电路的开关管，从而控制BDR功率电路的开启及相位差；
[0015]步骤八、电流采样电路对已开启的BDR功率电路的输入端的电流进行采样并传输至数字芯片，数字芯片将接收到的电流相加得到总电流，并根据总电流和开启的BDR功率电路数量得到电流平均值；
[0016]步骤九、数字芯片根据电流平均值计算开启的BDR功率电路开关管的占空比并生成PffM控制信号发送给驱动电路，驱动电路将PffM控制信号转化为驱动信号输送至已开启的BDR功率电路，使已开启的每一路BDR功率电路中的电流值接近电流平均值；
[0017]步骤十、电压采样电路对BDR功率电路的输出端的电压进行采样并传输至数字芯片;
[0018]步骤^^一、数字芯片根据所接收的电压值计算BDR功率电路的占空比并生成PffM控制信号发送给驱动电路，驱动电路将PWM控制信号转化为驱动信号输送至已开启的BDR功率电路进行调节，使输出电压跟随目标电压。
[0019]有益效果:
[0020](I)针对大功率、宽负载波动的航天器，本发明所提供的多相数字放电调节方法，BDR功率电路的并联数量得到增加，降低单个BDR电路的负担，提高了放电调节器的可靠性和效率。
[0021](2)本发明所提供的多相数字放电调节方法，可以根据当前负载功率等级设定工作BDR功率电路的数量并随机选通，实现自动的均流控制和相位交错控制，使得在任意负载条件下，放电调节器的效率、输出纹波和可靠性等性能达到最优，进一步提高了整个电源系统的综合性能。
[0022](3)本发明方法基于数字芯片的全数字化控制系统，大大简化了硬件电路的设计，提升了产品的集成度、通用性和可靠性。
【附图说明】
[0023]图1为多相数字放电调节器的设备结构框图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0025]本发明提供了一种适用于航天器电源系统的多相数字放电调节方法，包括以下步骤:
[0026]步骤一、设置适用于航天器电源系统的多相数字放电调节器，所述放电调节器包括η+1路并联的BDR功率电路、数字芯片、η+1路驱动电路、η+1路电流米样电路和电压米样电路；
[0027]n+1路并联的BDR功率电路每一路的输入正端上连接电流传感器，电流传感器采集的电流信号传输给一路电流采样电路的输入端，n+1路并联的BDR功率电路的输出端连接电压采样电路输入端，n+1路的电流采样电路的输出端和电压采样电路输出端连接数字芯片的ADC模块，数字芯片的DPWM模块连接η+1路驱动电路的输入端，η+1路驱动电路的输出端连接n+1路BDR功率电路功率开关管的驱动端。
[0028]数字芯片，通过BDR功率电路的电流信号计算BDR功率电路的启动数量，并对BDR功率电路进行随机选通、相位交错控制和均流控制的计算，然后产生驱动信号送至驱动电路；通过对BDR功率电路的电压信号采集，并调节BDR功率电路的占空比，使得n+1路并联的BDR功率电路的输出电压跟随目标电压。
[0029]驱动电路，将数字芯片输出的PWM控制信号转化为驱动信号，并放大驱动信号送至BDR功率电路的功率开关管；
[0030]BDR功率电路，在驱动信号的控制下开通或关闭；
[0031 ]电流米样电路米集BDR功率电路的电流彳目号；
[0032]电压采样电路采集BDR功率电路的电压信号；
[0033]数字芯片通