引言

航天电源系统主要是在太空中可以在额定范围内产生电源，储存电源，调节与控制电源，在我们无法进行电源补给时，给我们需要用电的负载提供电量的系统。并且航天电源系统还可以在出现可靠性故障时保护我们航天电源系统内部的所有部件，在一定程度上降低了其它部件出现故障导致设备故障的概率。在当今社会，国内外主要使用的航天电源是采用的SA/B电源系统，即太阳能电池阵/蓄电池组的电源系统，利用太阳能电池在光照的情况下产生电能的特点，为我们卫星上的设备进行供电，这就是太阳能电池阵的作用；当出现没有太阳时，我们利用蓄电池组来对设备进行供电。

而电源的控制单机则是通过我们对于我们的航天电源进行充放电的调节以及对于大功率的负载进行分流调节，是保障供电充足的情况下，完成我们对于实际内部电源的主动调节。本文主要描绘了一种航天电源控制单机的设计方案。

一、控制单机的综述

1.1控制单机的描述

航天电源的控制单机主要采用SAST4000平台，有两条母线设计，一条是平台母线，其为全调节母线，电源控制单机主要负责我们设备使用的负载的供配电，另一条为载荷不调节母线，不收电源的控制单机影响，直接对我们设备进行供电。

1.2平台母线的调节设计

对于我们的平台母线，也就是全调母线，因为我们的全调母线主要受电源单机的影响，在一定程度上可以保证在航天过程中给我们的电源保持供电，维持我们实际过程中的电压稳定，保持供电正常。并且，在地影期间，通过平台的放电可以使得我们使用蓄电池来维持供电的稳定，只是后就需要平台母线来稳定电流。当出现使用太阳能电池阵来完成设备供电时，我们也可以通过母线来减小高电流的分流，保证我们的电流设备负载正常。当然，我们一定是按照先用太阳能电池阵来进行平台母线的设备供电，再使用因为为光照不足而使用蓄电池组来对于设备供电。

1.3载荷母线调节设计

在光照充足的情况下，我们的载荷工作时期是太阳能电池阵和蓄电池组共同作用来完成我们的联合供电。在载荷不工作是，太阳能电池阵主要是通过T充电来完成我们对于蓄电池组的电能补充，这样在地影时期，我们的设备就主要使用蓄电池组来完成。这种方法较是在航天电源系统中较为普遍的。

二、控制单机的设计方案

2.1单机模块的组成

对于单机模块而言，在我们的平台母线和载荷母线确定完成后，就意味着我们电源控制单机的平台和载荷的充放电方式的确定，在实际情况下，我们需要根据系统的要求完成对于电源控制单机模块功能的分解，功能主要有以下几个方面：平台放电调节模块、平台充电分流模块、 TR 充电分流模块、滤波模块、遥测遥控模块、平台锂离子均衡模块、 TR 锂离子均衡模块及下位机模块组成。

2.2各个单机模块的功能

2.2.1平台放电调节模块

在光照充足期间，由于太阳能电池阵来通过光照来发电，当出现峰值功率时，我们所使用的太阳能电池阵的输出功率无法满足我们实际情况下对于平台母线的负载情况，这就导致我们不仅需要太阳能电池阵来完成对于负载的供电，我们还需要通过蓄电池组通过电源控制单机的变化，调节之后对于电源供电不足进行补充充电；在光照不充足期间，即在地影期间，平台母线实际的负载全部依赖于我们的蓄电池组通过电源控制单机变换调节之后来提供电源。

2.2.2 平台滤波模块

对于我们的平台滤波模块而言，平台的放电调节电路以及平台母线的充电分流调节电路都属于我们的开关电源，在实际的平台滤波模块主要是在平台母线的输出端口处使用我们的电容滤波模块，这样可以提高我们平台母线的电源品质，保证我们在使用的过程中完成对于实际输出博文和动态响应的指标条件，同时在我们的平台滤波模块中，我们还可以使用电源分系统中存在的二次电源模块，以及侧面的有线接口端，完成我们对于电源的需求。

2.2.3平台充电分流模块

对于实际的充电的分流控制模块控制电路主要依靠于太阳能电池阵的供电，使得该模块可以直接靠在太阳能电池阵的两点，依据其本身的需求，完成我们对于实际母线的用电要求，在满足母线负载要求的过程中，同时还可以使得我们的母线稳定将我们的太阳能电池阵中所产生的多余电流导入到蓄电池组中，完成对于蓄电池组电压过高以及我们对于实际太阳能电池阵分流的效果，对于我们的设备进行保护。

2.2.4TR 充电控制模块

充电控制模块主要由软硬件综合实现的，软件主要通过控制地面的注数来控制任何的线路完成对于电池的充电。对于硬件主要是通过遥控功能来将软件控制切换为硬件控制。考虑实际应用过程中出现不确定因素，我们需要将硬件电路中设置限压控制点，使得我们在实际过程中，保护设备的电源安全。

2.2.5均衡管理模块

在我们实际的均衡管理模块中，为了保持我们对于锂离子蓄电池单体之间的电压均一性，我们需要采取旁路电阻分流充电的模式，这样的均衡管理措施在光照条件充足的情况下，使得我们单体蓄电池的最高于最低电压差降低，保护我们的设备不受到电压的冲击，减缓蓄电池单体的电压升高速度，达到我们均衡电压的目的。 

结语：

综上所述，本文主要描写了一种对于航天电源控制单机模块的设计方法，其主要优点为模块安装较为便捷，维护和更换极为方便，具有在航天过程中的可研发性于可使用性。这种一种具有优良性能的电源控制单机的结构设计，完成我们对于整体单机结构的设计可以为我们的卫星提供更好的电源供给，使我们在航天领域的发展更进一步。

参考文献：

1.穆肯德·帕特尔.航天器电源系统[M].北京：中国宇航出版社，2010：

2.董文博 微小卫星电源系统的智能化设计和充电技术研究 北京 清华大学

3.曾毅 崔波 张晓峰 卫星氢镍蓄电池组自主充电管理方法航天器工程