Структуры построения высоковольтных систем электропитания космических аппаратов на основе инверторно-трансформаторных преобразователей

摘要

Статья посвящена анализу энергетической эффективности высоковольтных систем электропитания космических аппаратов, имеющих в качестве первичного бортового источника солнечную батарею с нелинейными внешними характеристиками. Отмечено, что энергетическое использование солнечной батареи во многом определяется преобразователем, согласовывающим напряжение нагрузки с диапазоном дрейфа напряжения батареи. В связи с этим рассмотрена возможность применения в системе электропитания инверторно-трансформаторных преобразователей, которые позволяют произвольно согласовать уровни напряжения солнечной батареи и нагрузки с помощью трансформатора и таким образом обеспечивают полное энергетическое использование солнечной батареи при любом номинале выходного напряжения. Выполнено сопоставление преобразователей на основе инвертора напряжения и инвертора тока, показано, что применение последних более энергетически эффективно, так как позволяет реализовывать регулирование напряжения солнечной батареи в требуемом диапазоне без завышения габаритной мощности силовых элементов. Полученные результаты подтверждены экспериментальными испытаниями с использованием имитатора солнечных батарей ИБС-200/7-4.