中文引用格式： 王博鑫，刘树峰，邹吉炜，等. 一种MPPT与S3R融合拓扑电源控制器[J]. 电子技术应用，2025，51(5)：98-103.
英文引用格式： Wang Boxin，Liu Shufeng，Zou Jiwei，et al. A power controller integrating MPPT and S3R topology[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(5)：98-103.
引言
近年来，我国空间技术发展迅速，在轨卫星数量不断增多，卫星正朝着大功率、轻量化、批量研制的趋势发展[1]。而这一发展方向也决定了卫星的电源系统需要具备更大功率密度，在保证供电能力的同时减小电源系统的体积和重量[2]。
电源分系统主要承担卫星在测试、发射、在轨运行期间为卫星平台系统和有效载荷提供能源及能源管理的任务，是卫星的“心脏”，在整个为卫星系统中具有重要地位。目前卫星电源系统可以分为两种，一种是采用传统直接能量传输(DET)的电源系统，其中以顺序开关分流调节(S3R)技术最为常见；另一种是采用最大功率点跟踪(MPPT)技术的电源系统[3-4]。
采用直接能量传输方式的电源系统在太阳电池阵提供的能量有富余时将多余的能量消耗在分流电路和太阳电池阵中，是一种损耗分流式调节技术[5-6]。该方式具有可靠性高、传输效率高、电路简洁、控制简单的优点，但是太阳电池阵电压被蓄电池组电压钳位，能源利用率较低[7]。
采用MPPT技术的电源系统可以使太阳电池阵始终工作于最大功率点上，相比于S3R能源利用率可以提升10%~20%。这有助于减小太阳电池阵的面积，从而在降低卫星体积重量的同时节约成本[8-9]。但传统的MPPT控制技术在蓄电池组充满之后会使太阳电池阵逐渐偏离最大功率点，直至开路。而电源系统设计时，会以寿命末期且高温工作的工况进行能源平衡分析，此时太阳电池阵电压明显低于低温出影时的电压。所以采用传统MPPT控制技术的电源系统若太阳电池阵在低温出影时处于开路状态，则高开路电压可能对太阳电池阵及控制器产生不利影响[10]。
为提高太阳阵能源利用率，减小电源系统体积重量、降低成本，发展MPPT技术具有重要意义。目前空间电源中的MPPT控制以模拟控制为主，模拟控制具有可靠性强、实时性好的优点，并且具有丰富的在轨飞行经历[11-12]。
为了在提高太阳电池阵能源利用率的同时充分保障系统的可靠性，并且避免传统MPPT控制方法带来的太阳电池阵开路高压问题，本文提出了一种MPPT与S3R融合拓扑电源控制器。所提出的电源控制器采用模拟控制方案，既能工作于MPPT模式又能工作于S3R模式，且两种模式既能根据蓄电池组电压情况自主切换，也可以通过指令强制切换至S3R模式，从而确保系统稳定运行。
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作者信息：
王博鑫，刘树峰，邹吉炜，贾旭，张伟，戴路
（长光卫星技术股份有限公司，吉林 长春 130000）
