Análisis y diseño de convertidores modulares para la estandarización del bus de potencia en satélites

Abstract

El subsistema de potencia en los satélites se encarga de generar, almacenar y distribuir la potencia al resto de subsistemas que lo integran. La energía se obtiene a través del panel solar, cuando es posible, o a través de una batería presente en el propio subsistema del satélite. Mientras que los niveles de tensión en el bus de potencia son valores fijos y estandarizados, los niveles de tensión de salida del panel solar no lo son. Esto hace que se deban rediseñar, prácticamente desde cero, todos los convertidores del subsistema de potencia ante cada nueva misión espacial, con lo que eso supone desde el punto de vista del incremento de costes y tiempos de desarrollo. Este trabajo presenta una posible solución basada en la estandarización del subsistema de potencia del satélite a nivel de convertidor. De esta manera, se minimizaría todo el proceso de rediseño en el bus de potencia ante una nueva misión espacial. El uso de transformadores CC/CC (DCX) o transformadores electrónicos, con capacidad de interconexión directa entre ellos (i.e. reparto de tensiones y potencias entre módulos) permite tener un sistema modular que proporcione tensiones de salida fijas e independientes del diseño del panel solar. De esta forma, se podría mantener fijo el diseño del resto de convertidores del bus de potencia principal. Para validar esta solución se han construido varios módulos DCX con unas tensiones de entrada y salida de 56 V y 28 V, respectivamente, para una potencia de 200 W (por módulo) y para una frecuencia de conmutación de 400 kHz.