Design on Algorithm of Power Control Unit for Charging Satellite Battery

The lifetime of a battery that supplies all the power required by a satellite in the eclipse is directly related to the lifetime of the satellite. Because the lifetime of the battery is influenced by the charging method of the battery, the power control unit that controls the charging of the battery should be designed in consideration of battery life. The battery charging is performed by controlling the charge current in the power control unit generated from the solar cell in the daytime. In order to prevent overcharge of the battery and for considering frequency of eclipse in each season, parameters related battery charging should be designed differently according to the season and to prevent over-current charging and over-voltage charging during charging, charge current is controlled by monitoring battery charge / discharge status, charge current amount, battery voltage, battery capacity, battery temperature and battery cell voltage. In satellite, tapering method is used to control charge current by reflecting each condition. In this paper, design battery charging algorithm of satellite power control unit using tapering charging method. convert the designed algorithm into a code that can be uploaded to satellites and verify the operation through testing in the established satellite environment.

위성 배터리 충전을 위한 전력제어유닛의 알고리즘 설계

식 구간에서 인공위성이 필요로 하는 모든 전력을 공급하는 배터리의 수명은 인공위성의 수명과 직결된다. 배터리의 수명은 배터리 충전 방식에 의해 영향을 받으므로, 배터리 충전을 제어하는 전력제어유닛은 배터리 수명을 고려하여 설계되어야 한다. 배터리 충전은 낮 구간에서 태양전지로부터 생성된 전력을 전력제어유닛의 충전 전류 제어를 통해 이루어진다. 계절마다 다른 식 구간의 빈도를 고려하고 배터리 과충전 방지를 위하여 배터리 충전관련 변수들은 계절에 따라 각각 다르게 설계되어야 한다. 또한 충전 시 과전류 충전과 과전압 충전을 방지하기 위해 배터리 충/방전 상태, 충전전류 양, 배터리 전압, 배터리 용량, 배터리 온도, 배터리 셀 전압 등을 모니터링 하여 충전 전류를 제어한다. 인공위성에서는 각 조건을 반영하여 충전 전류를 제어하는 tapering 방식을 사용한다. 본 논문에서는 tapering 충전 방식을 적용한 인공위성 전력제어유닛의 배터리 충전 알고리즘을 설계한다. 설계된 알고리즘을 위성에 업로드 할 수 있는 코드로 변환하고 구축된 위성환경에서의 시험을 통해 동작을 검증한다.