Deseño, fabricación e verificación da placa de potencia do satélite FemtoXat

Autor
Xabier Crespo Álvarez

Titores
Jorge Marcos Acevedo
Carlos Martínez Peñalver
Diego Nodar López


15 de xullo de 2014

ÍNDICE

Introdución

Sistemas eléctricos de potencia

Etapa de deseño

Etapas de fabricación e verificación

Conclusións e liñas futuras

Humsat: concepto de misión

FemtoXat: concepto de misión

ÍNDICE

Introdución

Sistemas eléctricos de potencia

Etapa de deseño

Etapas de fabricación e verificación

Conclusións e liñas futuras

Etapas dun EPS

XERACIÓN DE POTENCIA
ALMACENAMENTO DE ENERXÍA
REGULACIÓN E CONTROL DE POTENCIA
DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA
TELEMETRÍA

Punto de funcionamento dun panel solar

Etapas dun EPS

XERACIÓN DE POTENCIA
ALMACENAMENTO DE ENERXÍA
REGULACIÓN E CONTROL DE POTENCIA
DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA
TELEMETRÍA

Carga/Descarga dunha batería

Etapas dun EPS

XERACIÓN DE POTENCIA
ALMACENAMENTO DE ENERXÍA
REGULACIÓN E CONTROL DE POTENCIA
DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA
TELEMETRÍA

Tipos de sistemas de regulación e control de potencia

Etapas dun EPS

XERACIÓN DE POTENCIA
ALMACENAMENTO DE ENERXÍA
REGULACIÓN E CONTROL DE POTENCIA
DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA
TELEMETRÍA

ÍNDICE

Introdución

Sistemas eléctricos de potencia

Etapa de deseño

Etapas de fabricación e verificación

Conclusións e liñas futuras

Etapas dun EPS

XERACIÓN DE POTENCIA
ALMACENAMENTO DE ENERXÍA
REGULACIÓN E CONTROL DE POTENCIA
DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA
TELEMETRÍA

Características dunha cela solar


AzurSpace 3G30A

Etapas dun EPS

XERACIÓN DE POTENCIA
ALMACENAMENTO DE ENERXÍA
REGULACIÓN E CONTROL DE POTENCIA
DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA
TELEMETRÍA

Elección dunha batería

Etapas dun EPS

XERACIÓN DE POTENCIA
ALMACENAMENTO DE ENERXÍA
REGULACIÓN E CONTROL DE POTENCIA
DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA
TELEMETRÍA

Regulador de carga da batería (BCR)

SPV1040

Convertedor DC-DC
Algoritmo PPT
L6924D

Xestión das fases de carga da batería

Regulador de 3V (TPS6209)


Regulador conmutado (1.4 MHz)
Empaquetado QFN

Alta eficiencia con baixas cargas

Regulador de 2.5V (LM3670)

Deseño herdado da HUMPL e dos HUMSNS

Etapas dun EPS

XERACIÓN DE POTENCIA
ALMACENAMENTO DE ENERXÍA
REGULACIÓN E CONTROL DE POTENCIA
DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA
TELEMETRÍA

Protección contra sobredescarga (BVLC)


Deseño inicial

Protección contra sobrecorrente

Etapas dun EPS

XERACIÓN DE POTENCIA
ALMACENAMENTO DE ENERXÍA
REGULACIÓN E CONTROL DE POTENCIA
DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA
TELEMETRÍA

Puntos de monitorización

ÍNDICE

Introdución

Sistemas eléctricos de potencia

Etapa de deseño

Etapas de fabricación e verificación

Conclusións e liñas futuras

Modelado dos paneis solares

Placa de avaliación STEVAL-ISV012V11

Verificación do BCR

Carga nominal dunha batería

Voltaxe de recarga

Eficiencia

Protección fronte a temperatura

Tests de medida da eficiencia

Alternativa 1
Alternativa 2

Eficiencia ~ 53%

Tests de medida da eficiencia

Alternativa 3


Eficiencia ~ 85%

Verificación dos reguladores de voltaxe

Voltaxe de saída fronte a voltaxe de entrada

Eficiencia

Verificación do BVLC

Valores de histérese

Voltaxe de funcionamento do operacional

Resistencia en serie dos transistores

Consumo en estado de corte

Alimentación do BVLC con batería

Alimentación do BVLC con batería

Alimentación do BVLC con batería

Alimentación do BVLC con batería

Modelo de desenvolvemento

Modelo de desenvolvemento

Tests do DM

Carga no regulador de 3V
Carga no regulador de 2.5V

Tests do DM

Erro do BVLC debido á histérese

Tests do DM

ÍNDICE

Introdución

Sistemas eléctricos de potencia

Etapa de deseño

Etapas de fabricación e verificación

Conclusións e liñas futuras

Conclusións

Desafío de deseño debido ás restricións dos CubeSats

Xeración de potencia

Almacenamento de enerxía

Problemas atopados

Eficiencia do BCR

Funcionamento BVLC

Traballo en equipo

Liñas futuras

Evolución do DM en QM

Integración dun µC

Xestión do PPT

Manexo da telemetría

Substitución das baterías por ultracondensadores

GRACIAS

POLA ATENCIÓN