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4NIC电源模块母线电压调节单元电压变换

发布日期:2017-06-15 00:00 来源:http://www.4nic-china.cn 点击:

  4NIC电源模块一次母线电压调节单元(峰值功率跟踪单元)
  一次母线电压调节单元电路以Boost DC/DC电压变换电路为核心,同时增加了以两个MOSFET组合而成的一次母线控制开关。Boost电压变换电路由MOSFET开关管Q1,续流二极管D3、D4,储能电感L2与滤波电容C13组成,升压变换比满足M = Vout/Vin = 1/ (1-D)(1)
  由于一次母线输出电压Vout被钳位在蓄电池组工作电压,即7.2V~8.4V区间某特定值,则调整微处理单元发出的PWM控制信号占空比D,可调整输入电压(即太阳电池阵输出电压)Vin。在此基础上,调用峰值功率跟踪(MPPT)算法,实现太阳电池阵输出功率最大化。
  电流电压信号采集单元
  信号采集单元以MAX4373F电流传感放大器与分压精密电阻为核心,采集初始输入、一次母线、蓄电池组、5/3.3V二次母线等6处节点的电压电流信号。信号送入集成运放LM234进行电压跟随,再经过一阶R-C滤波电路滤去纹波,最终送入MAX397等待A/D转换。
  充电调节器单元
  蓄电池组充电调节器由n-MOSFET与p-MOSFET组合电子开关构成,具体结构同图3右侧的电子开关。充电过程中,MOSFET驱动器输出高电平信号,则n-MOSFET IRF3205导通,使p-MOSFET IRF4905的G极电压近似为0,此时IRF4905的S极与G极间电压为正,使IRF4905导通。当蓄电池组达到满充电压时,微处理单元控制电子开关关断。
  二次母线电压调节单元(放电调节单元)
  由于输出电压为特定值,二次母线电压调节单元中采用了MAX649(5V输出)、MAX651(3.3V输出)的Buck型DC/DC降压变换控制芯片。MAX649、MAX651芯片将4.0V~16.5V范围内的任意的一次母线电压分别转换为3.3V与5V,供给星上各分系统的能量需求。当输出电流处于10mA~1.5A范围内,芯片功率转换效率可达到90%以上。
  放电调节器同样由受微控制单元驱动的n-MOSFET与p-MOSFET组合电子开关构成。

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