一种卫星PCB太阳电池阵一体化设备的制作方法

本发明属于航天电源技术领域，具体涉及一种卫星pcb太阳电池阵一体化设备。

背景技术：

太阳电池阵作为卫星、探测器的主电源，太阳电池受到太阳光的照射后，将入射的光能转换成了可直接应用的电能，该电能通过安装在太阳电池阵上的电缆传送至一次电源控制设备，为整器负载供电，同时为蓄太阳电池阵充电。对于体装式微小卫星，太阳电池电路通常以刚性铝基板为支撑，因此铝基板太阳电池阵在我国已经得到了大量应用，是一项成熟的技术。

pcb(printedcircuitboard)，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为"印刷"电路板。对于以pcb印制板为基板太阳电池阵体装卫星，目前在国内还没有相关方面的研究和应用。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种卫星pcb太阳电池阵一体化设备。本发明提高了太阳电池阵设计的可靠性，配合卫星现有资源进行设计，具有工艺流程简单，可改变传统体装式卫星以铝基板为基体的安装固定方式，达到减轻太阳电池阵重量、减小剩磁矩、简化工艺流程、缩短生产周期的目的。

本发明是这样实现的：

一种卫星pcb太阳电池阵一体化设备，该一体化设备包括六面立方体结构的框体；所述框体内侧根据使用情况设有若干加强连接用的加强筋；框体的六个外表面均连接有pcb基板；pcb基板内部设有印制电路，印制电路在基板外侧预留有与太阳电池阵连接的若干外部接头，布置在该侧的若干太阳电池阵组件与外部接头连接；印制电路在基板内侧预留有若干内部接头；太阳电池阵的元器件，和/或，电源系统内的元器件、星内元器件通过内部接头集成在基板内侧面。

进一步，pcb基板内外侧均采用覆铜电路实现传输连接；外部覆铜电路设在基板外侧，用于连接内部接头及串并联太阳电池阵中的电池片；内部覆铜电路设在基板内侧，用于连接内部接头及各个元器件。

进一步，每个pcb基板外侧设有四组太阳电池阵，四组太阳电池阵相对于pcb基板横向和纵向的中心线均对称设置。

进一步，在pcb基板加工时，在基板的外侧标示有粘贴太阳电池阵区域及胶形区域；在基板的内侧标示有各类元器件的粘贴区域。

更进一步，pcb基板选择玻璃纤维布浸环氧树脂胶材料。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明的pcb太阳电池阵一体化设计改变了传统体装式卫星以铝基板为基体的安装固定方式，相对传统的刚性铝基板太阳电池板，太阳电池板的重量更轻，约轻40％，因此发射成本更低；

2、由于基板本身为pcb板，因此不仅太阳电池阵的元器件可以集成到电路板背面，很多电源系统内的元器件、星内元器件也可以集中在pcb板背面，这对节约卫星的内部空间具有重要的意义；

3、太阳电池阵相对于pcb基板横向和纵向的中心线均对称设置；这样理论上剩磁矩可以完全抵消，这对磁矩敏感的体装式卫星具有重要的意义；

4、通过印制覆铜电路，来实现太阳电池电路的互联，整个太阳板不需要使用导线，也不存在电缆固定的问题；由于覆铜电缆抗辐照和抗原子氧性能优越，因此不存在抗辐照和抗原子氧问题；

5、pcb基板为环氧玻璃钢材料，本身为很好的绝缘材料，基板加工完成后不需要进行粘贴聚酰亚胺绝缘膜，也不需要进行高阻接地，绝缘性能更加可靠；

6、pcb一体化太阳电池板，不需要基板贴膜，也不需要电缆焊接和电缆固定，pcb印制电路可以提前加工与太阳太阳电池阵件焊接并行，整个太阳阵的研制周期仅为7天左右，具有重要的应用意义，在国内是首次开展此方面的研究。

附图说明：

图1是本发明中太阳电池阵一体化设备的三维图；

图2是本发明中一侧板的示意图；

图3是本发明中另一侧板的示意图；

图4是本发明中底板的示意图；

图5是本发明中顶板的示意图；

图6是本发明中框体的示意图。

其中：1、框体；11、加强筋；2、pcb基板；21、印制电路；22、粘贴太阳电池阵区域；23、胶形区域；24、元器件的粘贴区域；25、太阳电池阵；3、覆铜电路；31、外部覆铜电路；32、内部覆铜电路。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1至图6所示，本发明公开了一种卫星pcb太阳电池阵一体化设备，该一体化设备包括六面立方体结构的框体1；所述框体内侧根据使用情况设有若干加强连接用的加强筋11；框体的六个外表面均连接有pcb基板2；其中如图1所示，pcb基板包括对称设置的顶板和底板及四个侧板；pcb基板内部设有印制电路21，印制电路在基板外侧预留有与太阳电池阵25连接的若干外部接头，布置在该侧的若干太阳电池阵组件与外部接头连接；印制电路在基板内侧预留有若干内部接头；太阳电池阵的元器件，和/或，电源系统内的元器件、星内元器件通过内部接头集成在基板内侧面，这对节约卫星的内部空间具有重要的意义。此外，基板内外侧均采用覆铜电路3实现传输连接，外部覆铜电路31设在基板外侧，用于连接内部接头及串并联太阳电池阵中的电池片；内部覆铜电路32设在基板内侧，用于连接内部接头及各个元器件。覆铜电路抗辐照和抗原子氧性能优越，且可避免导线大量使用，能够减轻设备重量。

优选的，为了减小剩磁矩，每个pcb基板外侧设有四组太阳电池阵，四组太阳电池阵相对于pcb基板横向和纵向的中心线均对称设置；这样理论上剩磁矩可以完全抵消，这对磁矩敏感的体装式卫星具有重要的意义。在pcb基板加工时，在基板的外侧标示有粘贴太阳电池阵区域22及胶形区域23；在基板的内侧标示有各类元器件的粘贴区域24，以便于精确定位。

优选的，按照基板材料不同，pcb基板可以划分为：纸基板、玻璃布基板、复合型基板(cem系列基板)和特殊材料基板(陶瓷、金属基板)；若按照基板所采用的不同树脂粘合剂分类，常见的基板有酚醛树脂基板、环氧树脂基板、聚酯树脂基板、聚酰亚胺树脂基板等。不同的材料会有不同的力学性能和热学性能，重量也会有所不同，具体可根据卫星的详细要求进行选材。实施例中pcb基板选择玻璃纤维布浸环氧树脂胶材料，该材料本身具有很好的绝缘性，基板加工完成后不需要进行粘贴聚酰亚胺绝缘膜，也不需要进行高阻接地，绝缘性能更加可靠。

优选的，pcb基板可以采用粘接或螺纹连接的方式与框体连接；采用粘接方式时，为了增加粘接强度，所述pcb基板粘接前首先需要对pcb板表面进行喷砂或打磨处理。

传统卫星以铝基板为集体进行安装固定，本发明直接将pcb印制电路板作为基板实现pcb一体化太阳电池板，不需要基板贴膜，也不需要电缆焊接和电缆固定，pcb电路可以提前加工与太阳太阳电池阵件焊接并行，整个太阳阵的研制周期仅为7天左右。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。