Análisis de topologías para la simplificación del bus de potencia en satélites

Abstract

El subsistema de potencia de un satélite es el encargado de suministrar la energía obtenida a partir de un panel solar y una batería al resto de subsistemas del satélite. Dado que no existe una estandarización en los niveles de potencia del satélite, ni en la construcción de su panel solar (muy dependiente del espacio disponible para los mismos), los distintos convertidores que forman el subsistema de potencia suelen ser diseñados desde cero para cada misión, aumentando costes y tiempo de desarrollo. A raíz de una colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA), se ha tratado de replantear el subsistema de potencia a nivel de convertidor, con el objetivo de desarrollar una única topología válida para todos los convertidores empleados en el mismo. De esta forma, el rediseño necesario para cada misión se vería drásticamente minimizado o, incluso, eliminado. Este artículo presenta los resultados derivados del estudio realizado, resaltando qué topologías serían las más idóneas desde un punto de vista de estandarización respetando las restricciones de diseño impuestas por la ESA, y bajo la condición de maximizar el rendimiento. Finalmente, se presenta el uso del transformador electrónico como posible solución alternativa de cara a independizar el subsistema de potencia del diseño variable del panel solar. Para este caso se ha desarrollado un prototipo paralelizable donde se fijan las tensiones de entrada y salida en 56 V y 28 V respectivamente, para una potencia de trabajo de 200 W y una frecuencia de conmutación de 400 kHz.