小型宇宙探査機用途を想定した太陽電池用部分影補償器統合型PWMコンバータの提案と動作解析

摘要

月面探査ローバ等に代表される小型宇宙探査機では機体の構造上，太陽電池ストリングに部分影が頻発し，ストリングの利用率が大きく低下してしまう．部分影補償器の採用によりストリングの利用率低下の問題を回避可能であるが，ストリング制御用コンバータに加えて部分影補償器が追加で必要となるためシステムが複雑化ならびに高コスト化するといった課題が生じる．本稿ではストリング制御用コンバータと部分影補償器を回路素子を削減しつつ1台へと集約可能な「統合型コンバータ」を複数提案する．高信頼性が要求される小型宇宙探査機用途に適した回路方式として一石一磁性素子式倍電圧方式を選定し，試作回路を用いた実機検証を行った．部分影発生状況を模擬した条件下において，試作回路の部分影補償機能により抽出電力が約13%向上したことから統合型コンバータの有用性が示された．