一種寬壓輸出并聯柔性切換裝置及其切換方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及空間推進電源技術領域，具體涉及一種寬壓輸出并聯柔性切換裝置及其切換方法。
【背景技術】
[0002]空間霍爾電推進系統(tǒng)具有高比沖、大推力、長壽命、能重復啟動，被廣泛用于航天器的姿態(tài)控制，軌道轉移和保持，星際航行等領域，它是未來空間推進器發(fā)展的主推進技術。
[0003]作為上述供電系統(tǒng)中核心部分的功率處理單元，其要求是電壓范圍寬，電壓高，可達到200~800V，為了滿足目前空間霍爾推進的寬范圍、高電壓輸出場合的迫切需求，需要設計一種電源高壓、寬范圍輸出、連續(xù)性好的電壓輸出裝置。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種寬壓輸出并聯柔性切換裝置及其切換方法，通過設置取小模塊、取大模塊以及2個PI控制模塊，實現電壓控制信號的平滑、柔性過度。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現:
一種寬壓輸出并聯柔性切換裝置，其特征是，其分別連接一低壓模塊和高壓模塊，所述的柔性切換裝置包含:
取小模塊，其輸入端分別連接一輸入信號源和一第一基準電壓，并對二者進行比較后將較小值輸出；所述的輸入信號源根據一可變基準電壓信號的變化而變化；
取大模塊，其輸入端分別連接所述的輸入信號源和一第二基準電壓，并對二者進行比較后將較大值輸出，所述第一基準電壓和第二基準電壓的取值用于決定切換點；
第一PI調節(jié)模塊，所述的可變基準電壓信號為其PI調節(jié)提供基準電壓，再通過相應的PI運算將運算結果輸出到所述的低壓模塊以控制低壓模塊的工作狀態(tài)，該可變基準電壓決定了整個裝置穩(wěn)定工作的電壓點，其變化直接影響所述的輸入信號源，不同的基準電壓使得裝置工作在不同的電壓點下；
第二 PI調節(jié)模塊，所述的可變基準電壓信號為其PI調節(jié)提供基準電壓，所述取大單元的輸出作為該第二 PI調節(jié)模塊的輸入，再通過相應的PI運算將運算結果輸出到所述的高壓模塊以控制高壓模塊的工作狀態(tài)；通過改變可變基準電壓信號的數值，并結合取大模塊與取小模塊的比對結果，由第一 PI調節(jié)模塊與第二 PI調節(jié)模塊進行判定，實現裝置的柔性切換。
[0006]上述的寬壓輸出并聯柔性切換裝置，其中:
所述低壓模塊和高壓模塊的輸出電壓具有重疊工作區(qū)，以確保輸出電壓的連續(xù)、柔性過渡。
[0007]—種寬壓輸出并聯柔性切換裝置的柔性切換方法，其特征是，包含以下步驟: 設定可變基準電壓信號的可變范圍，設定第一基準電壓、第二基準電壓的數值以確定切換點；
輸入信號源跟隨可變基準電壓信號變化而變化；
取小模塊對輸入信號源與第一基準電壓進行比較，將較小值輸出給第一 PI調節(jié)模塊； 取大模塊對輸入信號源與第二基準電壓進行比較，將較大值輸出給第二 PI調節(jié)模塊； 第一 PI調節(jié)模塊對取小模塊的輸出值進行運算，以運算結果控制低壓模塊的工作狀態(tài)；
第二 PI調節(jié)模塊對取大模塊的輸出值進行運算，以運算結果控制高壓模塊的工作狀
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[0008]上述的寬壓輸出并聯柔性切換裝置的柔性切換方法，其中:
設所述的第一基準電壓>第二基準電壓；
當可變基準電壓信號<第二基準電壓時，第一 ΡΙ調節(jié)模塊正常工作，控制低壓模塊正常輸出，第二 ΡΙ調節(jié)模塊輸出為低，高壓模塊處于關閉狀態(tài)；
當可變基準電壓信號>第一基準電壓時，第一 ΡΙ調節(jié)模塊輸出為高，控制低壓模塊全占空比輸出，第二 ΡΙ調節(jié)模塊正常工作，控制高壓模塊正常輸出，在所述低壓模塊與高壓模塊的輸出端連接處串聯一功率二極管，確保高壓模塊輸出時低壓模塊無法輸出，低壓模塊為空載狀態(tài)；
當第一基準電壓多可變基準電壓信號多第二基準電壓時，第一 ΡΙ調節(jié)模塊與第二 ΡΙ調節(jié)模塊均正常工作，低壓模塊與高壓模塊均正常輸出。
[0009]本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點:通過設定可變基準電壓信號、第一基準電壓以及第二基準電壓，并通過改變可變基準電壓信號的數值，結合第一基準電壓、第二基準電壓與信號源的比對結果，電路進行判定，實現電壓控制信號的平滑、柔性過度，從而滿足對空間推進電源供電系統(tǒng)的寬范圍輸出電壓的柔性切換需要。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的整體電路圖；
圖2為本發(fā)明中取小電路的電路圖；
圖3為本發(fā)明中取大電路的電路圖；
圖4為實施例中本發(fā)明的工作狀態(tài)表。
【具體實施方式】
[0011]以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發(fā)明做進一步闡述。
[0012]如圖1所示，一種寬壓輸出并聯柔性切換裝置，其分別連接一低壓模塊(圖中未顯示)和高壓模塊(圖中未顯示)，所述的柔性切換裝置包含:取小模塊，其輸入端分別連接一輸入信號源vs和一第一基準電壓Vd，并對二者進行比較后將較小值輸出，輸出記為va，所述的輸入信號源VJS隨可變基準電壓信號vraf的變化而變化，本實施例中，輸入信號源vs采集的是電壓反饋值，即系統(tǒng)輸出電壓200V-800V經分壓后接入電路的值；取大模塊，其輸入端分別連接所述的輸入信號源vs和一第二基準電壓V。2，并對二者進行比較后將較大值輸出，輸出記為vb，所述第一基準電壓UP第二基準電壓\^2的取值用于決定切換點；第一 PI調節(jié)模塊，所述的可變基準電壓信號v?f為其PI調節(jié)提供基準電壓，所述取小單元的輸出va作為其輸入，再通過相應的PI (比例、積分)運算將運算結果1_輸出到所述的低壓模塊以控制低壓模塊的工作狀態(tài)，可變基準電壓vraf決定了整個裝置穩(wěn)定工作的電壓點，即本實施例中的200V-800V中任意一點，不同的基準電壓Vref值使得整個裝置工作在不同的電壓點下，并且它的變化直接影響所述的輸入信號源Vs;第二 PI調節(jié)模塊，所述的可變基準電壓信號v?f為其PI調節(jié)提供基準電壓，所述取大單元的輸出V b作為其輸入，再通過相應的PI運算將運算結果1_2輸出到所述的高壓模塊以控制高壓模塊的工作狀態(tài)；通過改變可變基準電壓信號vraf的數值，并結合取大模塊與取小模塊的比對結果，由第一 PI調節(jié)模塊與第二 PI調節(jié)模塊進行判定，實現裝置的柔性切換。
[0013]本發(fā)明還提出了一種寬壓輸出并聯柔性切換裝置的柔性切換方法，其包含以下步驟:
設定可變基準電壓信號v?f的可變范圍，設定第一基準電壓V d、第二基準電壓12的數值以確定切換點；
輸入信號源vjs隨可變基準電壓信號v?f變化而變化；
取小模塊對輸入信號源^與第一基準電壓V d進行比較，將較小值輸出給第一 PI調節(jié)豐吳塊；
取大模塊對輸入信號源^與第二基準電壓V。2進行比較，將較大值輸出給第二 PI調節(jié)豐吳塊；
第一 PI調節(jié)模塊對取小模塊的輸出值進行運算，以運算結果控制低壓模塊的工作狀態(tài)；
第二 PI調節(jié)模塊對取大模塊的輸出值進行運算，以運算結果控制高壓模塊的工作狀
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