В статье рассматривается преобразовательное устройство параллельно-последовательного типа для аккумуляторных батарей с микроконтроллерным управлением. За основу были взяты структуры систем энергообеспечения космических аппаратов.
Ключевые слова: преобразовательное устройство, микроконтроллер, аккумуляторная батарея, космический аппарат.
The article discusses the transforming device parallel-to-serial type for batteries with microcontroller control. The basis was taken of the structure of the power supply systems of spacecraft.
Keywords: converter devices, microcontroller, battery, spacecraft.
Эксплуатация устройств электроники в условиях космического пространства требует выполнения различных условий, часто противоречащих друг другу. Наиболее критичный параметр надежности предполагает введение резервирования различных систем, что повышает их массогабаритные характеристики. Использование сложной схемотехники снижает надежность и повышает стоимость. Все выше перечисленное относится к системам энергоснабжения космических аппаратов.
Разработка систем энергообеспечения космических аппаратов представляет собой длительный итерационный процесс. Требуется учет высокой надежности, коэффициента полезного действия и малых габаритов.
Одной из важнейших бортовых систем автоматических космических аппаратов (КА) является система электроснабжения (СЭС), которая представляет собой совокупность первичных и вторичных источников напряжения и тока, аппаратуры преобразования энергии и стабилизации выходного напряжения с необходимой автоматикой контроля и управления.
В СЭС параллельно-последовательной структуры (рис.1) шины источников энергии и нагрузки разделены между собой преобразующими устройствами (ЗУ, РУ, РН). Система электроснабжения становится управляемой полностью. Потери на последовательном ключе регулятора напряжения РН компенсируются возможностью коммутации отдельных секций СБ непосредственно к шине питания нагрузки и применением экстремального регулирования мощности СБ.
Рис. 1. Параллельно-последовательная структура СЭС
На рис.2 представлена структурная схема системы энергообеспечения
Рис. 2. Структурная схема системы энергообеспечения
Разрядное устройство представляет собой импульсный регулируемый преобразователь на CMOS ключе. Ключ ЗУ определяет режим работы ЛИАБ.
Зарядное устройство работает только в периоды, когда энергия, отдаваемая БС, превышает потребности нагрузки (время пребывания КА на солнечной стороне орбиты, а также аварийные режимы).
На рис.3 изображена функциональная схема системы энергообеспечения.
Рис. 3.
Выбрана схема комбинированного регулятора напряжения. ИПСН энергию напрямую либо от секций БС, от аккумулятора (во время вращения на затененной стороне), а также от общей шины. Регулятор напряжения представляет собой соединение 4-х регуляторов напряжения второго типа на общую релейную стабилизацию.
Логика управления основывается на показателях трех датчиков: общего датчика напряжения системы, датчика тока разрядного устройства, датчика тока зарядного устройства и датчиков тока и напряжения источника питания собственных нужд.
Литература:
- Мелешин В. И. Транзисторная преобразовательная техника. — М.: Техносфера, 2005 г.
- Соусин Б. П. Системы электропитания космических аппаратов. –Новосиб.: Сибирская издательская фирма, 1994. — 24 с.
- Гейтенко Е. Н. Источники вторичного электропитания Схемотехника и расчет. — М.: Солон-пресс, 2008. — 270 с.
