Имитатор солнечной батареи
Патент 868924
Авторы
Имитатор солнечной батареи
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистические
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (п)868924 (6I ) Дополнительное к авт. свид-sy (22) Заявлено 04.01.80 (21) 2863340/24-07 с присоединением заявки М (28) Приоритет— (5! )М. Кл.
Н 02 J 7/36
G 05 F 1/56
1ооударстееииый комитет
СССР ио делам изооретеиий и открытий
Опубликовано 30 09 81 Бюллетень № 36
Дата опубликования описания 30.09.81 (53) УД К 621.316..722.1 (088.8) Н. И. Дуплин, С. P. Иванов, А. К. Тищенко, Г. Д. Лившин (72) Авторы. изобретения
Н. С. Некипелов и Н. Я. Пинигин
1 с (7I) Заявитель (54) ИМИТАТОР СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ
Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано при разработке устройств имитирующих работу источников ограниченной мощности, в частности, солнечных батарей.
Известны имитаторы солнечных батарей, состоящие из источника постоянного тока, шутьтового линейного регулятора, датчика тока и функционального преобразователя, в которых обеспечивается по тучение вольт-амперных характеристик, близких к характеристикам солнечной батареи (1).
Недостатками таких имитаторов являются их низкий КПД и большие массогабариты.
Наиболее близким техническим решением к
15 предлагаемому являются имитаторы солнечных батарей, в которых для улучшения энергетических и массогабаритных показателей силовая часть выполнена в виде ряда источников постоянного тока, соединенных параллельно через
20 развязывающие диоды и зашунтированных управляемыми ключами и линейным регулирующим органом, связанными с каналом управления, включаюшего коммутатор, датчик тока. функциональный преобразователь и схему сравнения (2).
Однако в таких имитаторах на шунтирующем транзисторе выделяется значительная мощность, что снижает их КПД.
Цель изобретения — повышение КПД имитатора.
Поставленная цель достигается тем, что в имитаторе солнечной батареи, состоящем из ряда источников. постоянного тока, подключенных к нагрузке через развязывающие диоды и зашунтированных управляемыми ключами, линейного регулятора тока, включающего в себя источник постоянногсг тока, шунтовый регулирующий транзистор и развязываюший диод, коммутатора, выполненного из набора пороговых элементов и связанного с управляемыми ключами, датчика тока и схемы сравнения, соединенной с выходами имитатора и датчика тока и входами коммутатора и линейного регулятора тока, линейный регулятор тока разбит на однотипные ячейки — регуляторы тока, в цепи управления которых введены операционные усилители, подключенные одними входами
8924
86 ний, а другимитока. альная схема а фиг. 2 — дисостоит из psro тока, развяляемых ключей егулятора 5 токомпараторы
8 сравнения. олнен из на10
Ю из которых щ тока, шунтиразвязывающие усилители 32,— ного напряжетоянного тока
2п и 11< — 13m е того, источавляемыми клю— транзистомых ключей омпара торов — 30m — с вый 12< — 12m, 3 @ и вь<ходом ка 7 тока под6 и вхору схевыходоьт имиобразом. ряжение с датвеличине (фиг2)
6П находятся ляющие ключи вается отключенагрузки 4. ВыО сравниваимитатора 04 сравнения 0а = щий вход линей" которого на ся напряжение 35 к.ъ
<34 5Ик<<х Фт<(м и) 45 к источникам опорных напряж ко входу линейного регулятора
На фиг: 3 показана принцип имитатора солнечной батареи; аграммь<, поясняющие его рабо
Имитатор солнечной батареи да источников 1< — 1г< постоянн зывающих диодов 2,— 2„, упрз
3< — Зп, нагрузки 4, линейного ка, коммутатора 6, содержаще
6< — бп, датчика 7 тока и схемь
Линейный регулятор 5 тока вы бора бднотипнь<х ячеек, кажда включает в себя источник 9<— рук шие транзисторы 10,— 10<п, диоды 11, — 11<т<, операционные
12<п и источники 13,— 13п1 опо ния.
Источник 1,— 1П н 9, — 9m и через развязывающие диоды 2, подключены к нагрузке 4, кро ники 1< — l«зашунтированы уп чами 3,— Зп, а источники 9,— 9 рами 10< — 10п<. Входы управля
3< — Зп соединены с выходами 6< — 6П, а базы транзисторов 10 ходами операционных усилител связанных с источниками 13<— схемы 8 сравнения. Выход да ключен ко входу коммутатора мы .8 сравнения, соединенной с тато ра.
Имитатор работает следующи
В режиме холостого хода на чика тока равно максимальной при этом все компараторы 6<. в состоянии, при котором упра
3< — Зп замкнуты. Этим обеспеч ние источников 1< — 1о от цепи ходкое напряжение датчика ток ется с выходным напряжением на схеме 8 сравнения. Результа
= 0т-04 подается на управля ного регулятора 5 тока, работ выходе имитатора поддерживае
04» 0 <.
4 компаратора 6< обеспечивает размыкание управляемого ключа З„в результате чего напряжение и rorc нагрузки (U и l ) стремятся скачкообразно увеличиться. Однако всплесков
04 и 34 не происходит, так как всякое увеличение О,< при заданном напряжении 0т сопровожается-ириоткрытием транзисторов 30< — 10<п и уменьшением токоотдачи от линейного регулятора S. .31алее процесс повторяется — наростание rqка нагрузки l4 приводит к поочередному раз мыканию ключей 3, — 3Ä, обеслечиваюшему поэтапное подключение источников 1,— 3<< к нагрузке. Работа линейного регулятора 5 всякий раз обеспечивает монотонное изменение напряжения 0, при этом верхняя часть вольтамперной характеристики имитатора полностью
<ювторяет характеристику датчика 7 тока (фиг. 2).
При некотором токе нарузки l4 = 1,< Э все источники 3 < — 1«оказываются подключенными к нагрузке также, как и все источники 9,— 9<т< регулятора 5 (транзисторы 10,— 10<т< при этом полностью закрыты). Поэтому уменьшение сопротивления нагрузки вплоть до короткого замыкания выходных зажимов имитатора далее не может привести к увеличению тока 3, а сопровождается только снижением выходного напряжения (фиг. 2).
В предлагаемом устройстве линейньй регулятор выполнен из ряда одиотипнь<х ячеек, что позволяет уменьшить мощность потерь в регуляторе. Для нормальной работы имитатора необходимо, чтобы максимальное. значение выходного тока линейного регулятора 3 „, было не меньше величины выходного тока источника 3.<, т.е.
)к.э
ВЬах .«ьл где n — число источников 1.
Суммарный ток I-,,источников 9< — 9<п делится между ними поровну, т.е.
55 ки приводит к атывания комрабатывание
По мере увеличения тока на иие U линейно уменьшается, и чение тока нагрузки становится счет призакрытия транзисторов как U является для регулято напряжением, то одновременно токоотдачи регулятора происхо напряжения на его выходе, а с иа выходе ийитатора.
Дальнейший рост тока иагр уменьшению U до уровня сра паратора 6< в коммутаторе 6. узки напряжеэтом увели-. возможным за
10< — 10m. Так а 5 опорным с увеличением т уменьшение едовательно, и
Мощность рассеяния на одном регулирующем транзисторе 30< не может, следовательно, пре-
4 .
<высить значения р . О 1 чо1 4 91 ь(и+л)
Значения опорных напряжений источников 13<—
13<т< выбрань< таким образом, что при малой величине ошибки 08 0> — 04 в линейном ре. жиме работает только транзистор 10<, а остальные транзисторы.10 — 30m полностью открыты.
Увеличение ошибки 0а сопровождается призакрытием транзистора 10<. Когда транзистор 10< лолностью закрывается, начинает приэакрывать
868924
2у — бт
2т — бп
1 б
1 1
zzr 73s
zzz uz
13ул
Ф р бакр ту
Редактор Ю. Ковач
Корректор Н. Стец
Тираж 678
Государственного комитета СССР ам изобретений и открытий осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
По дписное
Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Филиал ППП
Заказ 8348/79
ВНИИПИ по д
113035, 6 б !
Составитель В. Полякова
Техред М. Рейвес