空间电源固态配电技术研究.pdf

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1、第48卷第3期电力电子技术Vo1．48．No．32014年3月PowerElectronicsMarch2014空间电源固态配电技术研究于磊1,2，岳立桐，党蓉，郑琼林(1．北京交通大学，电气工程学院，北京100044；2．中国空间技术研究院载人航天总体部，北京100094)摘要：固态配电技术以固态电子开关为基础，应用于高电压、大功率、长寿命空间飞行器，可克服传统“继电器+熔断器”配电体系所面临的诸多技术难题。详细介绍了固态配电技术的优势和特点，并针对3种类型固态电子开关分别介绍了其特性和适用领域。

2、在此基础上，通过搭建固态配电原型系统对系统应用中过流保护、带载特性等关键问题进行实验验证。关键词：空间电源；固态配电；电子开关中圈分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)03—0045—03ResearchonSolid-statePowerDistributionTechnologyforSpacePowerSupplyYULei一，YUELi—tong2，DANGRong2，TrillionQ．ZHENG(I．BeijingJiaotongUniversity，Be

3、ijing100044，China)Abstract：Sohd—statepowerdistributiontechnologyisapplicabletospacecraftwhichhashighvoltage，highpower，highreliabilityandlongliferequirement．Comparedtotraditionalpowerdistributiontechnologybasedonrelayandfuse，solid-statepowerdistribution

4、technology，whichisbasedonsolid-stateelectronicswitchhasmanyadvantages．Thispaperfirstlypresentsthebasictechnologyandtechnicaladvantagesofsolid-statepowerdistributionandthreekindsofsolid—stateelectronicswitchesandfieldsoftheir印plicationaregiven．Then，soli

5、d-statepowerdistributionprototypesystemisbuiltandsomekeyproblemslikeshort-circuitprotection，capacitiveandinductiveloadscharac-teristicarepresentedandtheirssolutionsaregiventhroughtest．Keywords：spacepowersupply；solid—statepowerdistribution；electronicswi

6、tch1引言以及总线控制、模块化组装等功能。以固态电子开关为核心构建固态配电系统．可满足未来大型航航天器配电系统作为能源系统的重要组成部天器对智能配电的需要[1-21。分，实现能源分配和控制。对于大型飞行器，由于在此首先介绍了固态电子开关基本原理．给系统复杂、可靠性要求高、寿命长。对不同类型负出基于固态电子开关搭建的固态配电系统结构拓载适应能力．系统故障下快速自主响应能力，配电扑。并对固态配电系统关键特性进行实验验证。系统低损耗、长寿命设计提出了较高要求。目前，国内航天器大多采用技术较成熟的“继电器

7、+熔断2固态电子开关技术器”的配电体系，负载通断控制由指令驱动继电器固态电子开关是固态配电系统核心．使用无开关实现，继电器本身不具备过流保护能力。“继机械触点的固态半导体器件如晶闸管、双极型晶电器+熔断器”配电体系面临继电器开关寿命有体管、场效应管(主要应用于航天器)等作为开关限、高压大电流飞弧、难以实现快速自主故障检测元件，通过内部控制，对配电线路及用电负载实施和隔离、故障消除后无法重复使用等问题。快速保护，并具有外部控制接口及自身状态输出固态配电技术以固态电子开关为核心，具有接口。按短路(过流)

8、保护类型，固态电子开关分为无触点、无电弧、无噪声、响应快、电磁干扰小、寿断流型和限流型两种：按构成形式分为纯固态型命长、可靠性高等优点。通过集成设计，易实现短和机电混合型两种。路保护、过流保护、电压电流状态等参数隔离测量，2．1断流型开关断流型开关(SSPC)主电路部分一般包括驱定稿日期：2013—12—26动、检测、短路保护、隔离这4个环节，如图1所作者简介：于磊(1983一)，男，安徽临泉人，博士研究生，示。开关器件为MOSFET，工作于截止区(关断)高级工程师，