适用于分布式宇航电源系统的电源控制器研究

针对传统电源控制器PCU(power conditioning unit)空间能量利用率低,工作域切换复杂,不利于分布式电源系统构建的问题,提出一种适用于分布式宇航电源系统的电源控制器及其功率调节技术。该技术可根据光照强度、载荷变化情况以及蓄电池放电深度等对系统工作模式进行判读和处理,保证电源控制器分时处于母线恒压控制、蓄电池恒流充电控制、蓄电池恒压充电控制和最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking)控制4种工作模式,实现宇航电源系统的功率调节和母线控制。研制了两台500 W实验样机,实验结果表明,电源控制器在不同情况下输出母线稳定,为分布式宇航电源系统构建提供坚实的技术基础。

航天器大功率并网控制技术研究

中国空间站各舱段均有各自独立的电源系统,为了解决由于阳光遮挡效应导致部分舱段供电能力不足问题,提出了通过配置大功率并网控制单机——并网控制器的并网供电方案。高压大功率模块化并网控制器采用四相交错双管正激高压拓扑技术、恒压恒流双环控制技术、最大电流并联均流技术、输出数字调节技术及故障检测、隔离和恢复(Failure Detection Isolation and Recovery,FDIR)技术,可以实现中国空间站舱段之间及与飞船之间功率4kW并网供电,并通过了试验验证。

基于瞬态热仿真的宇航厚膜SSPC可靠性设计研究

以北京卫星制造厂研制的某型宇航固态功率控制器(SSPC)为研究对象,简述了产品的工作原理、热设计、热阻的理论计算;阐述了产品使用时"负载短路时开通"、"容性负载开通"、"开通后负载短路"3种极端瞬态工况,并针对此瞬态工况进行了瞬态热仿真分析,提取了MOS芯片在瞬态工况下达到的最高温度及相关的热态特性,据此优化产品的设计,提高产品使用的可靠性。

单端正激交错并联变换器工作模态分析与设计

对交错并联式单端正激变换器工作模态进行了分析,对关键部分的设计过程进行了计算和说明。采用平均电流法建立系统小信号模型,给出了输出电压闭环控制的补偿函数及参数设计方法,研制了一款原理样机。通过原理样机的试验分析可知,获得的试验结果与理论分析一致,证明了分析结果和系统参数的正确性。

固态功率控制器感性负载下的续流特性分析

结合我国空间站用固态功率控制器的保护特性,对其在不同关断模式下的续流特性进行了理论分析,并通过建模仿真给出了不同感性负载下关断电流对功率回路MOSFET、二极管关键半导体器件的电、热应力影响,最后给出了固态功率控制器感性负载下的使用注意事项,对固态功率控制器安全性设计及使用具有一定的参考意义。

载人航天电子单机在轨维修技术

为提高载人航天电子单机可靠性,提出了适用于在轨维修电子单机的维修性设计方法。通过分析电子单机失效模式,确定了修复性维修的在轨维修策略,建立了内部在轨维修单元(Orbital Replaceable Unit,ORU)的选择流程;依据维修性理论,给出了ORU的维修性分配、预计和评价方法,最后对电子单机在轨维修关键技术进行了总结。运用上述方法和技术研制的电子单机在中国某载人航天器上顺利通过了在轨维修试验,可为中国载人航天电子单机的维修性设计提供技术支撑。

直流SSPC开关暂态建模及特性分析

针对固态功率控制器(简称SSPC)的特点,文中在对VDMOS常规模型深入分析后,提出了一种可适应不同类型负载下的SSPC开关暂态特性的分析模型,推导出了该模型在负载特性为阻、感、容多类型组合下的开关暂态理论计算公式。开发了一款SSPC配电板卡并进行了实验验证,对比分析了实测波形与理论计算的波形的吻合度,进一步验证了该分析模型及计算公式的有效性。该分析模型可作为我国航天器型号用固态SSPC配电的开关暂态特性分析提供有效指导借鉴意义。