【摘要】：隨著航天技術的發(fā)展及其應用的拓展,航天器的負載特性呈現(xiàn)多樣化的趨勢。多載荷綜合化衛(wèi)星,其有效載荷負載工作模式不僅包括了以往的穩(wěn)定的直流母線負載還要適應于脈沖負載的工作情況,其瞬時功率可達到數(shù)十千瓦,大功率高頻脈沖負載還對直流輸入端及直流母線產(chǎn)生沖擊影響、嚴重縮短供電系統(tǒng)的壽命。為了滿足新型的多重載荷工況,對直流母線的動態(tài)響應提出了新的要求。衛(wèi)星的電源系統(tǒng)的質(zhì)量為整個衛(wèi)星質(zhì)量的33%,電源控制器重量的增大,會導致整個衛(wèi)星質(zhì)量的增大。本文基于一體化電源系統(tǒng)引入了一個獨立可控的超級電容進行拓撲的衍變,提出了一種新的拓撲,命名為高動態(tài)響應3BR(Boost Bidirectional-Buck Regulator)。為了提高一體化拓撲的動態(tài)響應。討論了將超級電容引入拓撲工作的三種方式。本文細致分析了超級電容直接與蓄電池混用,與母線隔離使用和通過雙向DC/DC與蓄電池連接使用的不同方式對于整個變換器動態(tài)響應和功率密度的影響,并采取第三種方式為本文的研究重點。基于能量的角度確定了拓撲的工作狀態(tài)和基本框架,再理論分析的角度進行了拓撲的衍變,分析了其直流增益關系。對于這種新型的拓撲需要一種有效的控制方式,本文提出了一種基于超級電容端電壓作為控制信號的三域控制方式。實現(xiàn)了太陽能電池,超級電容和蓄電中的能量與母線端的自由流動的控制�；谕負涞目刂撇呗赃M行了小信號建模。在Simplis軟件中搭建了高動態(tài)響應3BR的仿真模型,并進行了仿真驗證,根據(jù)掃頻的Bode圖,進行環(huán)路校正并設計合理的校正網(wǎng)絡參數(shù)。并搭建了1.3k W的實驗樣機,實驗驗證了高動態(tài)響應3BR和它的控制策略的可行性與高效性。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM46

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本文編號：2588567