Источник электропитания постоянного тока

 

Использование: преобразовательная техника систем электроснабжения, в которых в качестве первичных источников электроэнергии применяются нерегулируемые источники постоянного напряжения с большим внутренним сопротивлением (солнечные батареи и др.). Сущность изобретения: получение от источника энергии - солнечной батареи максимальной мощности как при любых освещенности и температуре, так и при любой нагрузке. Устройство состоит из силовой части, представляющей собой конвертор постоянного напряжения, и органа управления, содержащего измерительную группу солнечных элементов, напряжение с выхода которых подается на инвертирующий вход компаратора. На неинвертирующий вход последнего через делитель поступает напряжение с выхода основной силовой солнечной батареи. Выход компаратора подключен к интегратору, сигнал с которого поступает на ШИМ-модулятор, управляющий работой силового транзистора; 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 05 F 1/66

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841336/07 (22) 10.05.90 (46) 23.04.93. Бюл. N. 15 (71) Краснодарский политехнический институт (72) Г,В.Поддубный (56) Веденеев Г.М. и др. Статический экстремальный регулятор мощности. Сб. Повышение . эффективности устройств преобразовательной техники. Киев: Наукова думка, 1972, с.2, с. 354-358.

Авторское свидетельство СССР

N 729581, кл. G 05 F 1/66, 1980, (54) ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Использование: преобразовательная техника систем электроснабжения, в которых в качестве первичных источников электроэнергии применяются нерегулируемые источники постоянного напряжения с больИзобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах электроснабжения, в которых в качестве первичных источников электроэнергии используются нерегулируемые источники постоянного напряжения с большим внутренним сопротивлением (солнечные батареи и др.), и которые работают, как правило, параллельно с буферным накопителем энергии — аккумуляторной батареей.

Целью изобретения является повышение КПД системы электроснабжения за счет

° обеспечения отбора максимальной мощности СБ не только при любой освещенности и температуре, но и при любой нагрузке.

SU 1810886 A l шим внутренним сопротивлением (солнечные батареи и др.). Сущность изобретения: получение от источника энергии — солнечной батареи максимальной мощности как при любых освещенности и температуре, так и при любой нагрузке. Устройство состоит из силовой части, представляющей собой конвертор постоянного напряжения, и органа управления, содержащего измерительную группу солнечных элементов, напряжение с выхода которых подается на инвертирующий вход компаратора. На неинвертирующий вход последнего через делитель поступает напряжение с выхода основной силовой солнечной батареи, Выход компаратора подключен к интегратору, сигнал с которого поступает на ШИМ-модулятор, управляющий работай силового транзистора, 2 ил.

На фиг.1 и риведена схема п редлагаемого источника электропитания постоянного тока; на фиг.2 — графики, поясняющие его работу, Источник электропитания содержит солнечную батарею 12 и экстремальный регулятор мощности, который состоит из силовой части и схемы управления. Силовая часть представляет собой параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения, в состав которого входят силовой транзистор 1 и фильтр, состоящий из дросселя 2, конденсаторов 3, 4 и диода 5.

Схема управления содержит формирователь опорного напряжения 6, делитель напряжения 7, компараторы 8 и 11, интегратор

1810886

9, генератор линейно изменяющегося напряжения 10. Солнечная батарея кроме основной силовой солнечной батареи 12 имеет вспомогательную маломощную измерительную группу солнечных элементов 13.

Солнечная батарея и солнечные элементы находятся в равных световых и температурных условиях.

Выход вспомогательной группы солнечных элементов 13 соединен с входом формирователя опорного напряжения 6, выход которого подключен к первому — инвертирующему входу компаратора 8 схемы управления. Выводы силовой солнечной батареи 12 через делитель напряжения 7 подведены к второму (неинвертирующему) входу компа-..ратора 8, Выход компаратора 8 подключен ко входу интегратора 9, выход которого подведен к неинвертирующему входу компаратора 11, а инвертирующий вход которого соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения 10. Выход компаратора 11 подключен к управляющему выводу силового транзистора 1.

В основе работы источника электропитания лежит тот факт, что в широком диапазоне изменения освещенности и температуры напряжение солнечной батареи 0«т, соответствующее ее максималь- ной мощности, остается пропорциональным напряжению холостого хода солнечной батареи 0»

0опт = ku 0хх где коэффициент ku равен 0,75-0;80 для разных батарей. Таким образом, для получения от солнечной батареи максимальной мощности необходимо обеспечить на ее выходе напряжение, равное оптимальному, при любых условиях ее работы.

Источник работает следующим.образом. К инвертирующему входу компаратора

8 подается опорное напряжение 0о,т, которое задается напряжением 0хх измерительной группы солнечных элементов 13 и формирователем опорного напряжения 6 в соответствии с (1). На неинвертирующий вход компаратора 8 через делитель напряжения 7 подведено напряжение с выхода силовой солнечной батареи 12 Uco. Если Uce

> UpAT то на выходе компаратора 8 установится напряжение 0в, определяемое стабилизированным напряжением питания компаратора. На выходе интегратора 9 будет увеличиваться напряженке 0в, с ростом которого широтно-импульсный модулятор (компаратор 11 и генератор линейно изменяющегося напряжения 10) обеспечит увеличение коэффициента заполнения управляющего сигнала 0»р, как это показано на фиг.2. В результате напряжение.на выходесиловой солнечной батареи 12 будет уменьшаться.

Когда станет 0и < 0опт, то на выходе компаратора 8 установится напряжение равное нулю Ug.= О, напряжение на выходе интегратора 9 Us будет уменьшаться. Это приведет к уменьшению коэффициента заполнения управляющего сигнала U»p, а следовательно, к.увеличению Uce. Таким образсм будет обеспечено двухпозиционное регулирование с широтно-импульсной модуляцией управляющего сигнала. Напряжение на выходе силовой солнечной батареи

12 будет оставаться неизменным и равным оптимальному Uce = 0«т, Это равенство сохранится при любом сопротивлении нагрузки, так как 0«> определяется лишь

25 освещенностью и температурой и не зависит от сопротивления нагрузки. Настройка регулятора производится с помощью делителя напряжения 7.

Технико-экономическими преимущест30 вами предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом является более высокий КПД системы электроснабжения, что обеспечивается поддержанием оптимального режима работы солнечной батареи не только при изменении освещенности и температуры, но и при изменении нагрузки.

Формула изобретения

Источник электропитания постоянного тока, содержащий солнечную батарею. соединенную с выводами для подключения на45 грузки через экстремальный регулятор мощности с маломощной измерительной группой солнечных элементов в качестве источника опорного напряжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения КПД

50 при изменении сопротивления нагрузки, экстремальный регулятор мощности выполнен в виде параметрического импульсного стабилизатора напряжения с усилителем сигнала рассогласования. состоящим из по55 следовательно включенных компаратора и интегратора.

1810886 г I

Ф г. I

gilP

Фит. 2

Редактор

Заказ 1446 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101!

I ! !

Составитель Г.Поддубный

Техред М.Моргентал Корректор О.Густи