一種小衛(wèi)星電源系統(tǒng)的前級(jí)變換器設(shè)計(jì).pdf

1、隨著新能源獨(dú)立供電系統(tǒng)的發(fā)展，針對(duì)新能源不穩(wěn)定的特點(diǎn)，利用蓄電池儲(chǔ)能的新能源供電系統(tǒng)不斷被提出和改進(jìn)，并形成了具有輸入端、輸出端和雙向儲(chǔ)能端的三端口結(jié)構(gòu)。航天器電源系統(tǒng)作為新能源供電系統(tǒng)的先驅(qū)，已經(jīng)具有較為成熟的研究應(yīng)用。但是隨著人類對(duì)太空探索的逐步加深，航天器電源系統(tǒng)穩(wěn)定性、功率密度、續(xù)航能力的要求也越來(lái)越高。
　　在我國(guó)小衛(wèi)星電源系統(tǒng)中，依舊采用基于S3R分流技術(shù)的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)展，卻有著功率密度低的主要

2、缺陷。并且在傳統(tǒng)衛(wèi)星系統(tǒng)的電池組充放電模塊中，功率開(kāi)關(guān)器件工作在硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)，電能轉(zhuǎn)換效率較低，加劇了整個(gè)電源系統(tǒng)的功率密度問(wèn)題。并且隨著航天器電源系統(tǒng)的功率不斷增加，損耗問(wèn)題帶來(lái)的影響也將越來(lái)越大。因此，本文主要針對(duì)小衛(wèi)星電源系統(tǒng)中，功率密度以及效率提升，這兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。
　　本文詳細(xì)分析了變換器的能量管理策略以及工作原理，對(duì)比了主要的Boost電路拓?fù)?，?gòu)建了損耗的數(shù)學(xué)模型。并基于損耗模型，對(duì)變換器關(guān)鍵器件的選型進(jìn)

3、行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。并對(duì)變換器驅(qū)動(dòng)電路、DSP采樣電路、部分模擬電路等外圍電路的參數(shù)進(jìn)行了比較設(shè)計(jì)；編寫(xiě)了該前級(jí)變換器的DSP控制程序，實(shí)現(xiàn)了數(shù)-模結(jié)合的控制方式。
　　交錯(cuò)并聯(lián)Boost變換器具有控制簡(jiǎn)單、適合大功率傳輸、輸入電流紋波低、易于擴(kuò)展等特點(diǎn)，十分適合應(yīng)用在蓄電池輸出電路中。因此本文針對(duì)此基本拓?fù)?，加入?jiǎn)單的輔助電路，實(shí)現(xiàn)全部功率器件的軟開(kāi)關(guān)，進(jìn)一步降低紋波和EMI，滿足小衛(wèi)星蓄電池組放電要求。并將此改進(jìn)拓?fù)渑cS4R分流技術(shù)