FY-2C卫星太阳电池阵在轨性能分析
高剑锋1，铁 琳2，蒋钦琳1， 黄才勇1
【摘 要】摘要：风云二号气象卫星（C星）在轨工作近六年，该卫星电源系统采用BSFR太阳电池阵，这是空间电源工程首次在地球静止轨道上应用。母线电流遥测数据分析表明，太阳电池阵在同步轨道四年衰降约11%。 【期刊名称】《电源技术》 【年(卷),期】2010(034)011 【总页数】3
【关键词】风云二号气象卫星；太阳电池阵；母线电流；遥测数据
风云二号静止气象卫星是我国第一代同步轨道的气象观测卫星，该卫星是发展我国气象卫星事业，建立气象卫星观测系统的重要组成部分。我国第一颗业务用静止气象卫星风云二号C星，在继风云二号A、B试验星研制发射后，于2004年10月19日9时20分在西昌卫星发射中心再次顺利发射升空，并在10月24日定点于东经105°赤道上空。它标志着我国的气象卫星事业进入了一个崭新的阶段。
风云二号C星的太阳电池阵选用了BSFR型背场背反射太阳电池，这是我国首次在同步轨道卫星上应用。
卫星电源系统的太阳电池阵为体装式，太阳电池粘贴在两个直径为2.1m，高0.72m的圆柱面及两块腰带太阳电池板上。其中上太阳电池壳开有一腰形窗口，供扫描辐射计使用，使布片面积减少了0.3m2，卫星为自旋稳定，工作温度范围为－85～15℃，寿命三年。
1 FY-2C星太阳电池阵的组成
单体太阳电池为BSFR型硅太阳电池，供电阵用太阳电池尺寸为40mm×20mm×0.25mm，充电阵用太阳电池尺寸为35mm×20mm×0.25mm。太阳电池平均光电转换效率为14.7%（AM 0 135.3mW/cm2，25℃）。玻璃盖片为KFC-2型抗辐照玻璃，尺寸为40.1mm×20.1mm×0.2mm，充电阵尺寸为35.1mm×20.1mm×0.2mm，镀氟化镁增透膜。
太阳电池阵由供电阵、充电阵、充电副阵、涓流充电阵和涓流副阵等几部分组成。其中供电阵是太阳电池阵的主要组成部分，由66片串联136片并联组成，在光照区为星上负载供电；充电阵由66片串联22片并联组成，充电副阵由8片串联22片并联组成，在卫星出影进入光照区后，为蓄电池充电，充电结束后，并入供电阵；涓流充电阵由66片串联2片并联组成，涓流副阵由8片串联2片并联组成，它始终与蓄电池相接，正常充电结束后，继续以小电流充电，补充蓄电池因自放电造成的容量下降。
2 太阳电池阵在轨性能分析
通过卫星地面测控网的遥测系统可以监测卫星各系统的工作状态，从卫星发回地面的太阳电池阵在轨性能的遥测数据，反映了太阳电池阵在轨运行期间的实际工作情况，这不仅可以监控太阳电池阵功率输出及其它电性能参数，还可以根据不断积累的遥测数据算出电性能衰降趋势，可以及时修正在设计中各项参数的选取、计算的偏差，在轨运行的飞行数据是日后进行太阳电池阵设计参照的第一手材料。
有关电源系统的遥测参数共45项，其中和太阳电池阵相关的有：负载电流、充电电流、母线电压、母线电流、进出影状态信号、二级分流电流、三级分流
电流、四级分流电流、五级分流电流、主阵电压、副阵电压、充电阵开关状态信号、上壳外壁温度①、上壳外壁温度②、下壳外壁温度①、下壳外壁温度②，电源系统的原理图如图1所示。
最受我们关注的是负载电流、充电电流和各级的分流电流，上述各项的总和就是母线电流，即太阳电池阵的输出电流，它和母线电压的乘积就是太阳电池阵的输出功率，因此，我们把关注的重点也放在母线电流上。同时，由这些参数也可以判断卫星各分系统使用电源系统的情况。
卫星在轨运行期间太阳电池阵的母线电流始终是变化着的，这是因为： （1）太阳电池阵本身布片的原因，由于扫描辐射计视窗的影响，在卫星的Ⅱ象限线附近，输出的母线电流有一低谷，而在视窗两边各加了一块腰带太阳电池板，因此呈现两个小峰，总的波动在±2%左右。这种变化是周期性的。 （2）因为母线电流包括负载电流、分流电流、充电电流,它们都在不同的状态下工作，在不同的工作点下工作，它们的变化是随机的。
（3）是随着光强、温度、紫外辐照、粒子辐照和其他环境因素的影响而变化，这种变化一般情况下是缓慢的变化。
为了便于比较，我们选用卫星星下点正午前后的遥测值，对100个连续的母线电流遥测值进行平均，然后对平均值进行光强归一化处理，归一化到AM 0 135.3mW/cm2的标准状态。 2.1 母线电流遥测参数的光强修正
在轨道上，照到太阳电池阵表面的有效光强和卫星太阳电池阵与太阳之间的距离、太阳入射角有关。
式中：S'为有效太阳光强；S为太阳光强；R为太阳电池阵和太阳之间的距离；
FY-2C卫星太阳电池阵在轨性能分析
