衛星種類多樣，應用廣泛，如地球觀測、導航服務、天氣預報、通信和天文學等；隨著技術的發展，衛星手機通信等新興應用也在不斷涌現。Euroconsult Group預測，衛星數量正在快速增加，到2030年，衛星發射數量將達到每年1700顆。

衛星通常使用太陽能作為主要的電力能源，其獲取的電能部分用于維持衛星運轉，部分存儲在電池中以備光照不足時使用。

根據歐洲航天局的數據，太陽為地球軌道提供約1.4kW/m2能量，大多數衛星太陽能電池效率約為30%。受到日食、衛星自轉和衛星使用壽命等條件影響，衛星太陽能陣列的實際輸出功率會有較大差異。

衛星的電力系統

• 太陽能陣列：為衛星提供電力能源。

• 電池：在衛星發射后為太陽能陣列提供初始動力，在光照不足時為衛星提供維持正常運轉的電能。

• 電能調節和分配單元（PCDU）：將太陽能陣列輸出連接到衛星的電源總線上，為各個電壓調節器供電，在電能充足時為電池充電，并在必要時從電池中提取電能。

• 保護系統：避免因過壓過流等情況造成器件和系統損壞。

PART 01

衛星的地面測試

衛星發射前，所有部件都必須經過完整全面的地面測試，以確保在數年或數十年的服務中具有可靠的性能。但是真實的太陽能電池陣列并不適用于測試。主要是因為：

1. 太陽能陣列部署困難

2. 很難模擬日食事件和其他光照變化

3. 由于大氣的干擾，太陽能陣列在地面上的表現與太空不同

因此，衛星的電力系統測試時，需要太陽能陣列模擬器仿真太陽能陣列的所有特征。

PART 02

太陽能陣列模擬器的要求

衛星PCDU將電能從太陽能電池陣列傳輸到衛星的有效載荷的方式有兩種：直接能量傳輸(DET)和最大功率跟蹤（MPPT）。

DET方式

PCDU通過分流部分太陽能陣列組串來調節太陽能陣列輸出和衛星電源總線之間的電能平衡，多余的能量通過安裝在太陽能陣列或衛星外的其他部件消耗。

測試關鍵要求：太陽能陣列模擬器的響應必須足夠快速，支持從短路到MPP電壓快速地來回切換，為總線提供穩定的能量。

PCDU在太陽能陣列輸出和衛星有效載荷之間采用一系列調節動作以達到電能平衡。其中，跟蹤器不斷地在輸出特性曲線上尋找最大功率點，最大限度地從太陽能電池陣列獲取功率。

測試關鍵要求：太陽能陣列模擬器要具有可定制的電壓和電流，最高效的模擬各種衛星太陽能陣列輸出。此外，模擬器的動態響應必須足夠快，能夠跟上MPP跟蹤速度。如果模擬器響應太慢，MPP跟蹤器將在最大功率點附近振動，而不是停留在最大功率點上，無法確保測試的準確性。

太陽能陣列模擬器的安全特性對于保護昂貴精密的衛星動力系統和進行地面測試的有效載荷至關重要。

測試關鍵要求：太陽能陣列模擬器應該包括過壓和過流保護，以及電子斷路器，可以快速斷開模擬器與被測航天器的連接。太陽能陣列模擬器應該支持故障數據記錄功能，連續監測電壓和電流，并保存導致故障的狀態信息，這對于調查故障發生的原因以及防止故障再次發生非常寶貴。

PART 03

阿美特克ASPS系列產品

阿美特克程控電源事業部Elgar™品牌新一代航天器太陽能陣列模擬器 - ASPS系列產品，可以真實模擬航天器太陽能陣列輸出，適用于測試當前最先進的航天器，從小型衛星到地球同步衛星，其可與S3R拓撲結構、S4R拓撲結構以及MPPT拓撲結構的電能控制器協同工作。