太阳电池阵可靠性分析及功率设计裕度

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电源分系统由一次和二次电源组成，一次电源母线为全调节型直流母线系统，经调节的直流母线不论卫星进入光照期还是在阴影期，电压都稳定在27V±1V范围内。
     1太阳电池阵可靠性分析
     从太阳电池方阵采用的太阳电池、隔离二极管、电连接器及导线等元器件的失效几率来看，短路失效的概率较小，而开路失效的可能性存在，应属串联性开路失效模式。故在太阳电池阵设计时，应采取有效措施防止太阳电池串开路失效。
     ①叠层太阳电池包括太阳电池、玻璃盖片、互连条、盖片胶及焊点等部分，这种叠层的失效主要集中于焊点及互连片的断开和短路方面。从失效几率来看，短路可能性极小，而焊点脱开及电池破裂开路的几率是存在的。
     单体太阳电池经过严格筛选，失效属于偶然随机失效，失效类型为指数分布型。每个太阳电池的上下电极各有6个焊点，只要各有1个焊点不断开则就不会失效，属6元并联型系统。
     ②隔离二极管降额使用，并有3倍以上冗余，以提高可靠性。
     ③电缆及电连接器的接点均采用多点并联，减少开路失效几率。
     ④太阳电池粘贴玻璃盖片时，采用全覆盖方式，不使电池光照面边缘裸露在粒子辐照环境中，以延长其寿命。
     2太阳电池阵冗余设计及功率设计裕度
     在最高工作温度为80℃时，电池阵寿命末期输出功率为300W，满足卫星241W的用电需求，功率裕度为24%，功率设计满足可靠性要求。
     ①从太阳电池串联数来看，供电阵实际布片为18片，大于指标需求值17片；充电阵实际布片为10片，大于指标需求值9片。由于串联数的冗余，电压较高，使太阳电池阵处于更稳定的工作状态。
     ②太阳电池阵实际总电池串数量为28并，对应的末期输出功率为300W，而满足卫星3年寿命末期241W用电需求对应的电池串数量为26并。由于并联数的冗余，保证寿命末期太阳电池阵的工作稳定性。
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