本文關(guān)鍵詞：立方星電源系統(tǒng)設(shè)計與試驗

  更多相關(guān)文章： 立方星 電源系統(tǒng) 最大功率點跟蹤 能源平衡仿真

【摘要】：電源系統(tǒng)作為立方星的關(guān)鍵系統(tǒng),擔(dān)負(fù)著星上能源的獲取、存儲和分配任務(wù),是保證其他子系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。本文提出一種基于最大功率點跟蹤(Maximum power point tracking, MPPT)技術(shù)的立方星電源系統(tǒng)設(shè)計方案。采用三結(jié)砷化鎵(Tri-Junction GaInP2/GaAs/Ge)太陽電池作為星上能量來源,選用18650鋰離子電池作為儲能電源,利用軟件算法實現(xiàn)基于變步長擾動觀察法的MPPT模塊設(shè)計,同時采用商用集成器件實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換和過流保護(hù)電路。根據(jù)電源系統(tǒng)可靠性設(shè)計要求,分別從MPPT轉(zhuǎn)換器、電池組、過流保護(hù)電路以及微控制器等方面進(jìn)行可靠性設(shè)計,同時實現(xiàn)了電源系統(tǒng)的自我管理和控制,提高系統(tǒng)可靠性。根據(jù)上述方案研制出電源系統(tǒng)原理樣機(jī)并對其進(jìn)行了相關(guān)測試,測試結(jié)果表明MPPT模塊跟蹤精度達(dá)到2%,具有良好的穩(wěn)定性和動態(tài)跟蹤效果；電源轉(zhuǎn)換模塊綜合轉(zhuǎn)換效率能夠達(dá)到90%,最高可達(dá)95%；短路保護(hù)輸出電路能夠?qū)崿F(xiàn)快速短路保護(hù),提高了對外輸出的可靠性；軟件過流保護(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)200ms級別的過流保護(hù)響應(yīng),同時實現(xiàn)了輸出端口的智能管理。為測試該電源系統(tǒng)是否滿足NJUST-1立方星的在軌應(yīng)用,利用Simulink對電源系統(tǒng)建模并進(jìn)行能源平衡仿真,仿真結(jié)果得到正常模式能夠?qū)崿F(xiàn)能源平衡,且存在一定裕量,而載荷模式不能實現(xiàn)能源平衡,因此需要通過系統(tǒng)管理保證周期性工作。同時搭建了半物理仿真平臺,利用太陽方陣模擬器模擬在軌電池陣輸出并接入了電源系統(tǒng)原理樣機(jī),測試結(jié)果同Simulink仿真結(jié)果相符合,表明按照當(dāng)前設(shè)計,整星在軌可以實現(xiàn)長期穩(wěn)定運行。上述結(jié)果表明該電源系統(tǒng)符合低成本、高效率、低能耗的設(shè)計要求,滿足立方星的應(yīng)用需求。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V442

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王安華;光電技術(shù)在農(nóng)村的應(yīng)用講座(三) 太陽能電源系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)知識[J];農(nóng)村能源;2000年05期

2 楊樹明 ,史勝達(dá);獨立光伏電源系統(tǒng)設(shè)計方法[J];太陽能;2001年03期

3 林興華;;石油化工大型裝置儀表電源系統(tǒng)設(shè)計[J];自動化與信息工程;2009年02期

4 徐俊毅;;美國國家半導(dǎo)體大幅降低電源系統(tǒng)設(shè)計難度[J];電子與電腦;2010年02期

5 冰;;全新的電源新品和電源系統(tǒng)設(shè)計工具[J];電子產(chǎn)品世界;2008年11期

6 杜旭;肖華維;徐晶;;手持設(shè)備的電源系統(tǒng)設(shè)計[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2006年10期

7 ;在線設(shè)計工具提高電源系統(tǒng)設(shè)計效率[J];電子設(shè)計技術(shù);2007年12期

8 李保杰;;滿足軍用供電環(huán)境的模塊化電源系統(tǒng)設(shè)計[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2012年Z1期

9 吳茜;;分析導(dǎo)彈電源系統(tǒng)設(shè)計及發(fā)展趨勢[J];信息通信;2013年04期

10 梁寧;胡林忠;;戶外柜式通訊電源系統(tǒng)設(shè)計的自然環(huán)境因素分析[J];電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗;2007年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 梁寧;胡林忠;;戶外柜式通信電源系統(tǒng)設(shè)計的自然環(huán)境因素考慮[A];中國電子學(xué)會可靠性分會第十三屆學(xué)術(shù)年會論文選[C];2006年

2 謝路冰;閆衛(wèi)平;;基于ARM的毛細(xì)管電泳高壓電源系統(tǒng)設(shè)計[A];第八屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

3 佘明生;戴超;李明;;太陽帆——一種地月空間和行星際探測的無動力航天器[A];中國空間科學(xué)學(xué)會空間探測專業(yè)委員會第八次學(xué)術(shù)會議論文集[C];1995年

4 楊樹明;史勝達(dá);;獨立光伏電源系統(tǒng)設(shè)計方法[A];中國第六屆光伏會議論文集[C];2000年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 記者 李峰　通訊員 岳�？�;高大慶入選中科院“現(xiàn)有關(guān)鍵技術(shù)人才”[N];甘肅日報;2010年

2 鄒大斌;UPS服務(wù)走向標(biāo)準(zhǔn)化[N];計算機(jī)世界;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 蔣成璽;脈沖強(qiáng)磁場電源系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 高海振;立方星電源系統(tǒng)設(shè)計與試驗[D];南京理工大學(xué);2016年

2 曹幫偉;毛細(xì)管電泳高壓電源系統(tǒng)設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2008年

3 越巍;大機(jī)組UPS電源系統(tǒng)設(shè)計、運行及應(yīng)用研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2008年

4 莫遠(yuǎn)東;基于FPGA的雙超聲振子壓縮驅(qū)動電源系統(tǒng)設(shè)計[D];廣東工業(yè)大學(xué);2015年

5 盧昌鵬;一種用于MCU的低功耗電源系統(tǒng)設(shè)計[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

，

本文編號：1213554