卫星种类多样，应用广泛，如地球观测、导航服务、天气预报、通信和天文学等；随着技术的发展，卫星手机通信等新兴应用也在不断涌现。Euroconsult Group预测，卫星数量正在快速增加，到2030年，卫星发射数量将达到每年1700颗。

卫星通常使用太阳能作为主要的电力能源，其获取的电能部分用于维持卫星运转，部分存储在电池中以备光照不足时使用。

根据欧洲航天局的数据，太阳为地球轨道提供约1.4kW/m2能量，大多数卫星太阳能电池效率约为30%。受到日食、卫星自转和卫星使用寿命等条件影响，卫星太阳能阵列的实际输出功率会有较大差异。

卫星的电力系统

• 太阳能阵列：为卫星提供电力能源。

• 电池：在卫星发射后为太阳能阵列提供初始动力，在光照不足时为卫星提供维持正常运转的电能。

• 电能调节和分配单元（PCDU）：将太阳能阵列输出连接到卫星的电源总线上，为各个电压调节器供电，在电能充足时为电池充电，并在必要时从电池中提取电能。

• 保护系统：避免因过压过流等情况造成器件和系统损坏。

PART 01

卫星的地面测试

卫星发射前，所有部件都必须经过完整全面的地面测试，以确保在数年或数十年的服务中具有可靠的性能。但是真实的太阳能电池阵列并不适用于测试。主要是因为：

1. 太阳能阵列部署困难

2. 很难模拟日食事件和其他光照变化

3. 由于大气的干扰，太阳能阵列在地面上的表现与太空不同

因此，卫星的电力系统测试时，需要太阳能阵列模拟器仿真太阳能阵列的所有特征。

PART 02

太阳能阵列模拟器的要求

卫星PCDU将电能从太阳能电池阵列传输到卫星的有效载荷的方式有两种：直接能量传输(DET)和最大功率跟踪（MPPT）。

DET方式

PCDU通过分流部分太阳能阵列组串来调节太阳能阵列输出和卫星电源总线之间的电能平衡，多余的能量通过安装在太阳能阵列或卫星外的其他部件消耗。

测试关键要求：太阳能阵列模拟器的响应必须足够快速，支持从短路到MPP电压快速地来回切换，为总线提供稳定的能量。

PCDU在太阳能阵列输出和卫星有效载荷之间采用一系列调节动作以达到电能平衡。其中，跟踪器不断地在输出特性曲线上寻找最大功率点，最大限度地从太阳能电池阵列获取功率。

测试关键要求：太阳能阵列模拟器要具有可定制的电压和电流，最高效的模拟各种卫星太阳能阵列输出。此外，模拟器的动态响应必须足够快，能够跟上MPP跟踪速度。如果模拟器响应太慢，MPP跟踪器将在最大功率点附近振动，而不是停留在最大功率点上，无法确保测试的准确性。

太阳能阵列模拟器的安全特性对于保护昂贵精密的卫星动力系统和进行地面测试的有效载荷至关重要。

测试关键要求：太阳能阵列模拟器应该包括过压和过流保护，以及电子断路器，可以快速断开模拟器与被测航天器的连接。太阳能阵列模拟器应该支持故障数据记录功能，连续监测电压和电流，并保存导致故障的状态信息，这对于调查故障发生的原因以及防止故障再次发生非常宝贵。

PART 03

阿美特克ASPS系列产品

阿美特克程控电源事业部Elgar™品牌新一代航天器太阳能阵列模拟器 - ASPS系列产品，可以真实模拟航天器太阳能阵列输出，适用于测试当前最先进的航天器，从小型卫星到地球同步卫星，其可与S3R拓扑结构、S4R拓扑结构以及MPPT拓扑结构的电能控制器协同工作。