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上海空间电源研究所著著

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发表于2024-11-24

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商品介绍

店铺：智博天恒图书专营店

出版社：科学出版社

ISBN：9787030440792

商品编码：29370729867

包装：平装

出版时间：2015-04-01

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书籍描述

图书基本信息
图书名称	电子电源技术
作者	上海空间电源研究所著
定价	150.0元
出版社	科学出版社
ISBN	9787030440792
出版日期	2015-04-01
字数	855000
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

全书共分为七章，章绪论，主要介绍了电子电源基本概念和发展趋势。第二章电路基础，主要介绍了电路基本知识与基本定理。第三章模拟电路，主要介绍了各类模拟电路的计算与设计。第四章数字逻辑电路，主要介绍了各类数字电路的计算与设计。第五章DC/DC电路，介绍了基本原理、非隔离型和隔离型DC/DC电路、变压器及磁性元件设计、DC/DC电路软开关技术、DC/DC控制电路设计及环路稳定性分析。第六章电源控制设备设计初步，介绍了主电路设计、控制电路设计、航天电源器件技术、PCB电路板设计和电源方针技术。第七章电源控制设备电装及测试技术，介绍了电子装联准备、电连接技术、电子装联技术、电路调试技术、电子元器件筛选和装机电老练、设备测试技术。

作者简介

目录

编辑推荐
《电子电源技术》可供从事和关心航天器总体和电源分系统技术领域研究设计制造测试及应用的专业技术人员和管理人员使用,也可作为高等院校相关专业本科高年级学生和研究生的选修教材或参考书

文摘

章绪论
　　1.1基本概念
　　空间电源系统是航天飞行器上产生储存变换调节和分配电能的航天器分系统，简称电源系统（electrical power subsystem， EPS）其基本功能是通过某种物理变化或化学变化，将光能核能或化学能转换成电能，根据需要进行储存调节和变换，然后向航天器各分系统供电空间电源系统的作用就是给航天器各分系统的仪器设备提供符合技术要求的可靠的电源，使各分系统的仪器设备能够正常地运转和工作，以完成各分系统担负的任务，从而保证航天器的任务得以实现电源控制设备是空间电源系统的一个重要组成部分，主要负责电能的变换调节，确保飞行器的稳定供电
　　一般航天器电源系统组成框图如图1.1.1所示由图1.1.1可知，对于较大的范围，航天器电源系统由供电系统和配电系统两大部分组成，因此，电源系统也可称为供配电系统必须指出，所有的电源系统均包括供电系统供电系统一般由主电源储能电源和电源控制设备（功率调节和控制系统）组成
　　图1.1.1一般航天器电源系统组成框图
　　电源控制设备有高可靠性高安全性轻量化和在使用及维护上极其简便的特点航天电源的高可靠性要求空间电源控制设备的性能十分稳定可靠，能承受十分苛刻的环境和力学条件的考验电源控制设备的高安全性要求电源本身要安全稳定不允许在极个别的情况下，由于电源的工作特性而发生短路燃烧的情况，要保障航天器的安全轻量化要求电源控制设备的体积小重量轻在使用及维护上要十分简便，做到装上就能用
　　随着航天技术不同时期的发展水平以及应用需求的不同，电源控制设备发展了多种实施方案根据母线调节特性的不同，发展了全调节母线电路和半调节母线电路根据全调节母线输出电压性质的不同，发展了直流母线技术和交流母线技术直流母线又包含多种结构，如S3R型功率调节技术混合型功率调节技术S4R型功率调节技术一体化功率调节技术以及MPPT调节技术等电源控制设备产品一般分为以下几种
　　① 分流调节器分流调节器连接太阳电池阵以及卫星负载，通过脉宽调制（pulse width modulation， PWM）方式对各太阳电池阵输出电流进行分流调节，从而调整各太阳电池阵的输出功率，达到卫星负载的能量供给和稳定母线电压的目的分流调节器由分流电路主回路控制电路等部分组成，原理框图如图1.1.2所示各分流单元分别采用母线电压，与基准电压比较后，输入误差放大器，从而调节各分流单元的PWM脉冲宽度，进而调整各单元的分流状态
　　图1.1.2分流调节器原理框图
　　② 充电控制器充电控制器有连接太阳电池阵及蓄电池组的，也有连接母线及蓄电池组的，它们都是通过PWM方式将太阳电池阵或母线的能量提供给蓄电池组以实现蓄电池组的充电充电电路原理框图见图1.1.3
　　图1.1.3充电电路原理框图
　　③ 放电调节器放电调节器连接蓄电池组及母线，通过PWM方式对蓄电池组的输出进行升压或降压调节，并稳定母线电压，从而实现卫星负载的能量供给放电电路原理框图见图1.1.4
　　图1.1.4放电电路原理框图
　　④ 充放电调节器由于充电控制器与放电调节器都连接到蓄电池组，为了减少电缆降低压降减轻重量，产生了充放电调节器，其功能及工作状态分别与充电控制器与放电调节器类似，与上述两种设备相比，具有重量轻可靠性高等优点
　　⑤ 电源控制器（PCU）电源控制器将分流充电放电等功能整合在一起，实现母线电压的调节，太阳电池阵输出功率的分流调节，蓄电池组的充放电调节及卫星负载的供配电与上述产品相比，电源控制器具有整合度高自主控制能力强冗余度高重量轻可靠性高等优点
　　⑥ 电源控制分配器（PCDU）电源控制分配器除具有分流充电放电等功能外，还具有整星的配电及配电保护功能
　　⑦ 电池管理器（BMU）电池管理器实现蓄电池组及单体的采用均衡管理保护功能
　　⑧ 其他电源控制设备除了上述常见的单机外，还有损耗器DC/DC变换器遥测遥控调节器调压器切换线路盒等
　　目前电源控制器的功率从百瓦级至万瓦级，功率质量比高达200W/kg，母线电压覆盖28~100V根据电源控制设备的设计要求，一般可分为两部分: 功率部分及控制器部分
　　电源控制设备的功率部分一般由DC/DC变换电路构成DC/DC变换电路是将不可调的直流电压转变为可调或固定的直流电压，是一个用开关调节方式控制电能的变换电路这种技术广泛应用于各种开关电源直流调速燃料电池太阳能供电和分布式电源系统中20世纪，随着功率开关器件的发展，变换器拓扑和变换技术取得了很大的成就，并且已经发展到一个相当高的水平DC/DC变换器的演化过程离不开各种直流变换技术各种新技术的产生和发展很大程度上影响了变换器拓扑的演化DC/DC变换电路是电源控制设备结构中不可或缺的重要组成部分，直接关系到航天器有效载荷的在轨安全，因此消除其固有的可靠性隐患，对于确保航天器安全，增强其可靠性非常重要由于航天器DC/DC变换电路具有不可维修性，如果其使用了有可靠性隐患的元器件或设计不合理，可靠性不高，直至经历了大量的考核试验或航天器在轨运行时才暴露缺陷，会给航天器研制单位乃至国家造成重大的经济损失
　　控制电路的功能是在输入电压内部参数外接负载变化时，调节功率级开关器件的导通时间，使电源控制设备的输出电压或者电流保持恒定因此，在开关电源的设计中，控制方法的选择和设计对于开关电源的性能十分重要采用不同的检测信号和不同的控制电路会有不同的控制效果控制电路是通过调节功率级开关器件的占空比来控制功率级输出的在电感连续导电模式（continuous conduction mode， CCM）下，d=ton/（ton+toff）=ton/T（ton为开通时间，toff为关断时间，T为周期）按照占空比的实现方式，电源控制设备的控制方式可以分为定频控制和变频控制定频控制即开关周期恒定不变，通过调整一个周期内开关开通的宽度来调节输出电压，即通常所说的PWM技术变频控制有定开通时间定关断时间迟滞比较等几种控制方式定开通时间控制即开关的导通时间ton不变，通过改变开关的关断时间来调节占空比定关断时间控制则相反，开关的关断时间toff不变，通过改变开关的开通时间来调节占空比迟滞比较的控制方式是对受控量（输出电压或电流）设定一个上限和一个下限当受控量低于下限时开通开关，而当受控量超过上限时关断开关因此，在这种控制方式下，开通时间和关断时间都是变化的电源控制设备的另一种分类方式是按照检测信号的不同

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