关键字 |
| 双向控制、电池管理系统、监管机构、电池充电,电池流量调节阀。 |
介绍 |
| 权力的主要来源为任何航天器太阳能阵列,因为它是丰富空间及其转换过程容易比其他潜在的主要来源的选择。太阳能阵列系统通常是结合充电电池作为二次资源服务负载在eclipse。这个系统也被称为光伏电池系统。光伏电池的工作原理,光电效应。,generation of electricity due to the absorption of light (photons) by the semiconductor material used in the PV cells. The DC voltage generated by the solar array is dependent on availability of the sun‟s radiant energy; the energy received by the PV cells varies with square of the distance from Sun. PV cells are arranged in series–parallel combinations to obtain the desired voltage and current. In the presence of solar radiation, the solar array source the power bus, which is sources loads connected to it and at the same time charges the battery. When eclipse occurs, PV cells come under shadow, which is equivalent to the absence of the input source. In this condition, the battery which was charged earlier will start sourcing the power bus. |
相关工作 |
| 在阳光的存在,输入电压是一个变量,因为变化的照明水平。提供了一个稳压充电的电池,这是通过电池充电监管机构[1]。由于通风装置> VBAT,它必须下台匹配电池电压。应该获得的输出电压小于应用输入和直流-直流转换器用于此目的是巴克转换器。因此,电池充电监管机构执行下台转换器的功能。在eclipse中,太阳能电池阵列输入将不可用。电池是公车,因为VBAT <通风装置;VBAT必须加强或提高母线电压水平。这是通过电池放电监管机构[1]。 |
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| 图1显示了传统完全监管总线架构的电池充电监管机构和放电监管机构独立的单位。通过结合在一个单一的拓扑,模块的空间和成本降低。在论文[3]六种不同拓扑的双向变换器使用两个开关和两个电感解释说,其中一个6配置可以作为双向BCR / BDR。本文考虑了两种条件下,VBAT >通风装置和VBAT <通风装置。 |
提出拓扑 |
| 实现电池充放电调节器操作在一个拓扑中,双向直流-直流变换器串联太阳能电池阵列和电池如图2所示。在输入端,连接字符串的太阳能阵列与并联开关在每个字符串。总线电压必须维持在一个恒定电压28 v。 |
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| 图2显示了该充分监管总线使用双向BCR / BDR电路。假定的通风装置> VBAT电路。电源总线将连接到各种负荷和电池的负载。但是本文只关注电池的部分。没有固定的输入端和输出端,在电池输入和BDR模式电源总线输出。在BCR模式中,太阳能电池阵列的输入和电源总线,电池输出。电路由两个开关和一个电感器。转换器的开关操作由PWM控制器控制IC。加州大学2825采用PWM集成电路如图3所示的控制开关转换器。加州大学2825是一个高频PWM控制器;操作频率可以设置1 mhz是兼容模式的电压或电流控制模式技术。 In voltage control mode, the dc output voltage is the feedback signal and it will be compared with the predetermined dc voltage reference and the difference of these two signals gives rise to amplified error signal. A control signal is generated and it controls the pulse width of the gate pulses. Therefore, the conduction time of the switches is controlled by varying the duty cycle. The closed loop operation takes care of the conduction time of the switches in both the modes. The operating frequency is programmed to desired value by connecting appropriate values of timing capacitor CT and timing resistor RT [2]. This IC has two regulated output ports OUT A and OUT B. the special feature of the IC are the integrated error amplifier, soft start current mode control. The duty cycle that can obtain at each output pins is max of 50%. The pin diagram of the IC is as shown in figure 3: |
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| 在获得的PWM脉冲用于驱动开关。选择开关,使其能够允许电流流动的方向。n沟道场效应管作为功率开关。PWM输出连接到变压器的初级和次级连接门驱动开关。并联开关的驱动是通过补充了。 |
| 答:电池放电调节器模型 |
| 最初认为太阳能阵列输入缺席,因为太阳能电池板还没有被部署。电池提供负载,直到太阳能阵列输入可用。在BDR的操作模式,电池电压VBAT通风装置水平提高。系列开关Q1和Q2并联开关是关闭开放的模式。 |
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| 电池是输入源和总线负载。C2是输入电容和输出电容C1。电感对BCR和BDR很常见。L1是输入电感。图4展示了运行BDR开关Q2是„”时,电池电流IBAT流经电感L1和它的形式储存能量磁场。电感电压等于输入电压。 |
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| 图4 b显示了BDR操作开关Q2时„”能源存储在电感器和输入能量一起构成输出电压。负载由输入采购以及能源存储在电感L1。电感器和输入的能量是通过二极管的负载,因为二极管正向偏压在这个时间 |
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| 通风装置=六世+ VBAT……………………。(2) |
| 电池电压范围从18-24V是提高28 v。通风装置给出的反馈信号,确保监管,通过通过选择合适比例的电阻分压器。 |
| b .电池充电调节器模型 |
| 在阳光照射的条件下,太阳能电池阵列提供了必要的负载所需的功率和电池也指控。自通风装置> VBAT,总线电压降低一些值匹配电池需求。这是通过电池充电调节器(BCR)。BCR模式期间,该系列进行和并联开关仍然是敞开的。 |
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| 图5显示了BCR操作开关Q1„”时,输入电流流经L1和电池。L1存储能量在吨持续时间。 |
| (3)六世= VIN-VBAT………… |
| 六世= -VBAT……………(iv) |
| 图5 b显示了BCR操作Q1„”时,输入缺席和能源存储在电感随心所欲通过电路和负载来源。电感电压在期间由方程(3)和电感电压关闭期间由方程(iv)。方程中的负号(iv)显示电流的方向。 |
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| 有两个负载是由太阳能电池阵列、电源总线和电池。输入电流由总线的伊布·和电池IBAT共享。如果单独的太阳能电池阵列不能满足负载要求,电池开始支持负载以及太阳能电池阵列的输入。在这个条件下,电池在放电模式甚至在阳光的存在。 |
实验结果 |
| 规格:通风装置= 28 v, VBAT = 18-24V, f = 100 KHz, L1 = 78μh, C1 = 168μf & C2 = 86μf Q1、Q2 = n沟道MOSFET。 |
| The PWM 输出 得到 的 销 11 (OUT A) 和 销 14 (OUT B) 的 IC. To 获得 PWM pulses, 所需 的 频率 是 通过 连接 编程 定时 电阻 RT =3.9KΩ 和 定时 电容 F. CT= 2.2每个输出的最大工作周期可达50%,波形如图6所示的工作周期约为45%,是12 v级和操作频率是100千赫。之间有180度移相输出波形。图6显示了PWM输出在输出插脚。 |
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| 图7显示了电感电压六世和电感电流波形。开关Q1„”时,电流流经电感,电感开始电压六世期间观察到的很多有钱人期间持续时间和持续时间约0.4 v的二极管压降出现在电感器,这是微不足道的,几乎等于零。电感电流波形与纹波电流输出电流的总和。脉动是由于充电和放电的能量存储在电感器。 |
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| 在图8中,感应电压波形显示二极管作为参考进行设备期间。在很多时间,Q1进行和二极管处于反向偏置状态。所以在很多条件下,二极管不行为,从上面观察波形,二极管进行只有在爱打扮的持续时间。 |
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| 图9显示了开关电流波形。开关进行期间很多有钱人期间持续时间和它是开放的。电感电压六世是作为参考比较„”和„”时间期限。 |
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| 图10显示了波形的门系列和并联开关的驱动。责任周期的系列开关驱动器Q1is约75%和责任周期的并联开关驱动器Q2约为23%。责任周期不需要一个常数或固定;它可能会有所不同,以确保获得一个稳压输出。直流级别是电流的电池在Eclipse是正的,表明电池在放电模式。 |
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| 图11显示了门驱动电流的电池和电池的电感电流流量调节阀。从图很明显,电感电流逐渐增加,当并联开关是„”和当前开关时减少„”。 |
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| 图12显示了电感电流的极性改变当前IBAT IL和电池。太阳能阵列输入可用时,电池的电流的贡献减少太阳能电池阵列的输入增加,它能够提供电源总线以及充电。电池的负极性电流IBAT表明电池已进入充电模式。电感电流极性显示经营方式发生了变化;电池放电监管机构现在将执行充电调节器的功能 |
结论和未来的范围 |
| 以前,单独的电池充电和放电监管机构用于充电/放电管理。BCR / BDR的联合操作的优势仅在相同的变换器拓扑结构将实现。因为它在闭环工作,这个系统是更有效和可靠的。调节器的电压作为输入变量但高于所需的航天器的常数总线电压。的监管机构将多余的电能转化为热能辐射到太空。BCR / BDR的联合操作的优势在同一转换器拓扑结构实现。开发模块因此需要更少的组件,更少的空间,更少的制造成本和较小的测试时间。从而完全降低了航天器的发射成本。一个PWM控制器实现控制和BDR BCR操作。电力公交车可以设计和实现更高权力的评级。 |
确认 |
| 我对这个项目的完成的工作方式,我想表达我的感激之情的人直接或间接地参与了这个项目,使这个项目成为可能。 |
| 我想表达我深深的感激我的向导,Usha P博士,教授,D.S.C.电气电子学系E,班加罗尔一直灵感的来源在两年的学位,给她宝贵的指导和建议。 |
| 我还想延长我特别感谢所有的教学和非教学人员Dayananda Sagar工程学院(D.S.C.E),班加罗尔。 |
| 我想表达我衷心的感谢我的父母支持我情感和道德在这个项目。 |
引用 |
- Mukund。r·帕特尔:¢飞船权力systemsA¢,美国CRC出版社,2005年。
- 加州大学2825年数据表
- j . Calvente l . Martinez-Salamero·加尔r·瓦和A . Cape1Department &Enginyeria电子乐,ElectricaiAutornatica,阿尔卡特空间产业:一个¢双向拓扑的动态优化电池充电/放电SatellitesA¢,0 - 7803 - 7067 - 8/01 / 02001年IEEE 10.00美元,1994 - 1999页。
- www.ti.com
- www.irf.com
- www.mag-inc.com
- www.en.wikipedia.org
- 萨达姆政权Weinberg1,。Lopez2 2 crisa年代。一个——Madrid-Spain¢双向BDR / BCR卫星applicationsA¢,第五届欧洲太空力量研讨会论文集,塔拉戈纳,西班牙,1998年21-25September ESA sp - 416, 1998年9月,新页。
- n .汉T。UndelandRiobbins,电力电子转换器、应用和设计,——威利¢印度版。
- 大卫·贝尔,运算放大器和线性集成电路,第二版。
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