Средства электропитания (СЭП) предназначены для обеспечения электропитанием элементов и оборудования ШГЗУ - блока управления (БУ), видеокамеры, привода камеры, приводов движителя и грунтозаборного устройства, а так же аналоговых датчиков и средств телеметрии.
СЭП подразделяются на следующие группы:
-
Энергогенерирующие;
-
Энергозапасающие;
-
Энергопреобразующие;
-
Распределяющие
Энергогенерирующие СЭП
В качестве энергогенерирующего СЭП применяется трехкаскадная солнечная батарея на основе GalnP2-GalnAs-Ge разработки НПП «Квант». Площадь панели СБ составляет 0,06 м2 (600 см2), установленная мощность - 19 Вт. Номинальное напряжении на СБ - 40В.
Энергозапасающие СЭП
В качестве энергозапасающего элемента СЭП выбрана литий-ионная аккумуляторная батарея ЛИГП-10 ICP 325582 разработки ОАО «Аккумуляторная компания “Ригель”». Батарея обладает следующими характеристиками:
- Номинальное напряжение батареи: 3,3В
- Максимальное напряжение батареи: 3,6В
- Номинальная емкость батареи: 10 А*ч
- Вес батареи: 350 г
Энергопреобразующие СЭП
Энергопреобразующие СЭП обеспечивают преобразование напряжения, гальваническую развязку, защиту по току источника и потребителя энергии, распределение энергии по потребителям.
В качестве преобразователей энергии выбраны ИВЭП 37-25 производства ОАО «СКТБ РТ» приёмки 9. Они обладают следующими основными характеристиками:
- Суммарная преобразуемая мощность: 25 Вт;
- Входное напряжение питания: 16…40В;
- КПД: не менее 85%;
- Температура работы: от -60оС до + 100оС;
ИВЭП обеспечивает гальваническую развязку первичных и вторичных цепей питания. Количество требуемых каналов определяется на этапе ТП.
Основные конструктивные характеристики ИВЭП 37
Внешний вид ИВЭП
Распределяющие СЭП
Аппаратура распределения питания должна обеспечивать:
-
Распределение электропитания между потребителями на борту ШГЗУ;
-
Защиту от превышения потребления потребителем тока питания;
-
Отключение потребителей при превышении заданного значения потребления;
-
Безаварийное отключение потребителей.
Структурная схема энергопреобразующей СЭП
Реализация схемы на рисунке состоит в том, чтобы максимально приблизить аппаратуру распределения питания к контрольно-управляющему устройству, которым в случае ШГЗУ является блок управления (БУ), интегрировав АРП на печатную плату управляющего устройства.
Таким образом, за счёт интеграции в контрольно-управляющий блок, количество связей значительно уменьшается, а управление и контроль значительно облегчается.
Из недостатков следует выделить, что элементы АРП занимают полезную площадь на плате контроллера БУ, что приводит к более плотной компоновке и ужесточению теплового режима.
Аппаратура распределения питания должна обеспечивать коммутацию и защиту следующих узлов:
-
Блока управления;
-
Видеокамеры;
-
Движителей;
-
Грунтозаборного устройства;
-
Датчиков;
-
Средств телеметрии;
В соответствии с выбранной схемой всё питание от ВИП поступает на плату блока управления, где и происходит распределение питания по потребителям. На каждый канал распределения питания должна применяться типовая схема защиты и коммутации.
Функциональная схема узла АРП
Порядок работы схемы АРП в различных режимах следующий:
1. Режим включения:
-
Полупроводниковое реле разомкнуто, датчик тока показывает отсутствие потребления питания.
2. Контроль потребления потребителей:
-
Последовательное подключение потребителей;
-
Контроль потребления;
-
Отключение потребителя;
-
Подключение следующего потребителя.
3. Штатный режим работы:
-
Последовательное включение всех потребителей;
-
Контроль потребления.
4. Отключение потребителей:
-
В случае превышения тока потребления осуществляется отключение потребителей
Следует отметить, что основным и чрезвычайно важным элементом АРП является узел защиты от короткого замыкания и превышения тока, реализованный во вторичном источнике питания ИВЭП 37. Раздельное питание схемы управления АРП реализованное в блоке управления позволяет в случае срабатывания защиты ИВЭП произвести отключение всех потребителей и произвести перезапуск и их повторное подключение.
Схема питания ШГЗУ
Схема питания ШГЗУ
