Об этом сообщила пресс-служба Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР).
СЭС - одна из ключевых бортовых систем, обеспечивающая питание и устойчивую работу научной и технической аппаратуры. Комплекс включает первичные и вторичные источники энергии, силовые преобразователи и автоматику управления.
При проектировании учитываются внешние и внутренние факторы, включая колебания параметров батарей, возмущения нагрузки и деградацию элементов в процессе эксплуатации. Эти требования формируют высокую планку надежности и устойчивости СЭС.
Цифровая система управления реализует алгоритм, обеспечивающий мягкое переключение транзисторов во всём диапазоне работы преобразователя за счёт управляемого реверса тока в сглаживающем дросселе. Это существенно повышает общий КПД системы.
В основу проекта составил более чем 10-летний опыт разработки СЭС для космических аппаратов. Накопленные решения и наработки адаптированы под современные требования к массо-габаритным и энергетическим характеристикам.
Особый приоритет отдан малым аппаратам, работающим на низких орбитах 300-500 км. Для этого класса критичен удельно-массовый показатель, позволяющий увеличить долю полезной нагрузки и снизить стоимость выведения, поэтому поставлена задача создать надежное и легкое устройство.
По словам М. Сухорукова, применение 3-портовых структур преобразователей позволяет обрабатывать энергию от солнечных панелей и аккумуляторных батарей одним преобразователем, что существенно экономит массу прибора.
3-портовые структуры преобразователей - это конструкции, в которых преобразователь имеет 3 порта:
- входа - для подключения источника энергии;
- выхода - для подключения накопителя электрической энергии;
- разъединённого порта - для подключения к общей шине постоянного тока.
В режим поставщика энергии преобразователь формирует стабильное питание нагрузки, подавая необходимое напряжение и ток.
Режим приёмника избыточный ток поглощается и возвращается в сеть или накапливается для последующего использования.
В отраслевой практике 3-портовые топологии объединяют функции отслеживания максимальной мощности солнечных батарей и управления зарядом аккумуляторов, упрощая схему электропитания и сокращая число силовых модулей. Это обычно ведет к снижению массы и повышению эффективности энергетического тракта.
Низкие орбиты 300-500 км часто выбираются для малых космических аппаратов из-за более доступного выведения и высокой частоты проходов над целевыми районами, однако аэродинамическое торможение на этих высотах требует строгих ограничений по массе и энергобалансу. Эти особенности дополнительно усиливают требования к архитектуре и алгоритмам цифрового управления СЭС.
Автор: А. Шевченко
