(우주공학) 나로호 위성에서 쓰이는 전력 제어 및 분배 시스템

소개글

우주시스템공학 수업자료에 발표했던
위성에서 쓰이는 전력 제어 및 분배 시스템입니다.
최대한 이해하기 쉽게 실제 나로호(나로과학위성)에서 쓰인
전력 제어 및 분배 시스템을 설명하였습니다.

목차

1. 나로과학위성(STSAT-2C)의 PCDU
2. 태양전력조절기(SPR)
3. 릴레이 인터페이스 보드(RIB)
4. 버스 모니터(BM)
5. 전력분배장치(PDU)
6. 전력공급장치(LVPS)
7. 입출력모듈(IOM)
8. 리튬이온 배터리 장치(LIBU)
9. 결론

본문내용

ㅇ 태양전력조절기(Solar Power Regulator)
- 위성은 태양 에너지를 동력으로 하기 때문에 태양전지를 사용하여 배터리에 전력을 저장해야 함
- 태양전지의 전압이 리튬-이온 배터리 전압(24~32V)보다 높기 때문에 벅(Buck) 컨버터 토폴로지를 사용하여 전력을 변환시킴
- 태양전지의 최대 전력을 저장할 수 있도록 컨버터를 제어함(MPPT)
- 정전류 충전으로 배터리가 일정 전압에 도달하면, 과충전을 방지하기 위해 정전압 충전모드로 변환시킴(CC-CV 모드)

<중 략>

< BMS 블록다이어그램 >
< 제작된 BCM - Primary >
< 제작된 BCM - Redundant >

리튬이온 배터리 장치(LIBU)
배터리 운용 시스템(BMS)
Cell 전압 안정화 모듈(CEM)
각 cell의 전압 밸런싱을 위하여 8개의 cell 중 최대 전압과 최소 전압의 차이가 SOC ±5% 이상이 되면 켜지게 됨
능동 전압 안정화 회로 기법을 사용하며 토폴로지는 flyback을 변형하여 사용함
전압 안정화 동작을 시작하여 가장 높은 전압과낮은 전압 사이의 격차가 SOC±2.5%에 도달하면CEM은 동작을 종료하게 됨

참고 자료

김진규, 박경화, 임철우, 강경인, “나로과학위성?전력제어분배유닛?비행모델?설계?및?개발,” 한국항공우주학회 2011년도 추계학술대회, pp.1527-1532, Nov. 2011.
박경화, 임철우, 김진규, “나로과학위성의?리튬?이온?배터리?시스템?설계,” 한국항공우주학회 2011년도 춘계학술대회, pp.989-994, Apr. 2011.
박경화, 임철우, 김진규, “나로과학위성의 리튬 이온 배터리를 위한 BMS 시험 결과,” 한국항공우주학회 2011년도 추계학술대회, pp.1485-1490, Nov. 2011.