Устройство для регулирования избыточной мощности солнечной батареи

 

Изобретение относится ко вторичным источникам электропитания и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры при использовании в качестве первичного источника солнечной батареи (СБ). Технический результат - возможность ограничивать уровень выходного напряжения. Устройство для регулирования избыточной мощности СБ содержит разделительный диод, катод которого соединен с выходными шинами для подключения емкостного фильтра и нагрузки, одна из которых является общей минусовой шиной, силовые транзисторы, коллекторы которых через предохранители соединены с анодом разделительного диода и с клеммой для подключения положительного вывода солнечной батареи, а их имиттеры связаны с клеммой для подключения отрицательного вывода солнечной батареи и с общей выходной минусовой шиной, конденсатор и блок питания схемы управления, включенные параллельно выходным шинам, и общую для всех силовых модулей схему управления силовыми транзисторами, включающую усилитель рассогласования, состоящий из входного резистивного делителя, подключенного к выходным шинам, операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к средней точке входного резистивного делителя, последовательно включенных конденсатора и резистора в цепи обратной связи между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, балластный резистор, один вывод которого соединен с плюсовой шиной выходного напряжения блока питания, а другой вывод балластного резистора соединен с катодом стабилитрона опорного напряжения, анод которого соединен с минусовой шиной выходного напряжения блока питания, при этом сигнал с выхода операционного усилителя поступает на вход широтно-импульсного регулятора и через предварительный усилитель, предназначенный для принудительного открытия силовых транзисторов, на базы силовых транзисторов, дополнительно содержит введенную в усилитель рассогласования интегральную цепь, состоящую из резистора и конденсатора, при этом неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к общей точке соединения резистора и конденсатора интегральной цепи, другой вывод конденсатора интегральной цепи соединен с минусовой шиной выходного напряжения блока питания, а другой вывод резистора интегральной цепи подключен к общей точке соединения катода стабилитрона опорного напряжения и балластного резистора. Устройство также содержит пороговое устройство, получающее питание от блока питания схемы управления, при этом два входа порогового устройства подключены к выходным шинам, а его выход соединен со входом предварительного усилителя. 2 ил.

Изобретение относится ко вторичным источникам электропитания и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры, при использовании в качестве первичного источника солнечной батареи (СБ).

Известно устройство для регулирования избыточной мощности СБ путем закорачивания СБ на транзисторный ключ, выполненный на параллельно включенных через предохранители транзисторах (РТ-50 по ЕИГА.435264.001-03). Это устройство, принятое в качестве прототипа, состоящее из параллельно включенных по входу и выходу силовых модулей, содержит в каждом из силовых модулей разделительный диод, катод которого соединен с выходными шинами для подключения емкостного фильтра и нагрузки, силовые транзисторы, коллекторы которых через предохранители соединены с анодом разделительного диода и с клеммой для подключения положительного вывода солнечной батареи, а их имиттеры связаны с клеммой для подключения отрицательного вывода солнечной батареи и с общей выходной минусовой шиной для подключения нагрузки, конденсатор и блок питания схемы управления, включенные параллельно выходным шинам для подключения нагрузки, и общую для всех силовых модулей схему управления транзисторами, включающую усилитель рассогласования, состоящий из входного резистивного делителя, подключенного к выходным шинам для подключения нагрузки, операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к средней точке входного резистивного делителя, последовательно включенных конденсатора и резистора в цепи обратной связи между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к катоду стабилитрона опорного напряжения и к первому выводу балластного резистора, второй вывод которого соединен с плюсовой шиной выходного напряжения блока питания, а анод стабилитрона опорного напряжения соединен с минусовой шиной выходного напряжения блока питания, при этом выход операционного усилителя через широтно-импульсный регулятор и предварительный усилитель соединен с базами силовых транзисторов.

Указанное устройство регулирует избыточную мощность СБ путем ее закорачивания на транзисторные ключи в функции выходного напряжения с использованием широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Кроме этого схема управления формирует еще два режима работы ключей: 1-й режим возникает при избытке мощности СБ и ключи открыты (режим КЗ), 2-й режим возникает при недостатке мощности СБ и ключи закрыты (режим трансляции).

К недостаткам известного устройства для регулирования избыточной мощности СБ (в дальнейшем устройство) можно отнести отсутствие ограничения уровня выходного напряжения в переходном процессе, возникающем при первом включении устройства от имитатора СБ (ИСБ) при наземных испытаниях в составе системы электроснабжения (СЭС), которое может превысить допустимую для нагрузки величину за счет того, что инерционность усилителя рассогласования обеспечивает задержку на включение устройства в режим стабилизации выходного напряжения и во время переходного процесса удерживает устройство в режиме трансляции, т. е. силовые ключи закрыты.

Это особенно опасно при высоковольтной СЭС, когда при номинальном значении выходного напряжения, равном 120 В, уровень его при переходном процессе в момент включения ИСБ может достигать 150-160 В.

Причины, вызывающие появление перенапряжений на выходных шинах нагрузки при первом включении ИСБ, следующие: 1) При включении ИСБ его напряжение поступает в выходные шины для подключения нагрузки через разделительные диоды всех силовых модулей устройства, т.к. силовые ключи закрыты, и начинает заряжать емкостный фильтр (Сф) (см. фиг.1).

При напряжении на Сф, достаточном для запуска блока питания (БП), БП включится и обеспечит напряжением питания схему управления.

Усилитель рассогласования (УР) после включения БП, сравнивая выходное напряжение на шинах нагрузки (UН), поделенное входным резистивным делителем, с опорным напряжением (UОПОР), установит выходное напряжение УР с уровнем +UПИТБП за счет того, что UОПОР растет всегда быстрее, чем напряжение на Сф, т.к. емкость фильтра составляет десятки тысяч микрофарад, а время нарастания UОПОР определяется временем выхода напряжений питания БП в установившийся режим.

Таким образом, при выходном напряжении УР, равном +UПИТ БП (УР насыщен), в устройстве всегда будет иметь место второй режим работы (трансляция), т.к. выходное напряжение УР через широтно-импульсный регулятор и предварительный усилитель закроет силовые транзисторы 3, 4.

2) Усилитель рассогласования УР представляет собой операционный усилитель разностного сигнала между UОПОР и UН, поделенным входным резистивным делителем, в цепи обратной связи которого для повышения точности поддержания UH в СЭС включено "изодромное" RC звено с большой постоянной времени. Наличие большой емкости в "изодромном" звене принципиально важно для повышения устойчивости прибора в целом, обеспечивая тем самым наличие фазового сдвига "изодрома" только в области низких частот, т.е. его частотно-фазовая характеристика лежит в окрестности от 0,1 до 100 Гц и достигает минус 90o при частоте, равной 1 Гц.

Таким образом, наличие большой емкости в "изодромном" звене, которая перезаряжается медленнее, чем изменяется напряжение на Сф за время переходного процесса при включении устройства, не позволяет перевести устройство из режима трансляции в режим ШИМ, т.е. стабилизации UН, что приводит к превышению UН максимально допустимого для нагрузки уровня в переходном процессе.

Задачей, на решение которой направлено создание предлагаемого технического решения, является обеспечение "мягкого" нарастания выходного напряжения устройства при его включении, для чего необходимо при подаче питания на вход устройства зафиксировать UН на выходных шинах для подключения нагрузки на таком уровне, который необходим для включения и работы БП на время выхода УР в режим стабилизации, и, плавно повышая уровень опорного напряжения, обеспечить "мягкий" выход напряжения UН на стабилизированное номинальное значение.

Поставленная задача решается тем, что устройство для регулирования избыточной мощности СБ, содержащее разделительный диод, катод которого соединен с выходными шинами для подключения емкостного фильтра и нагрузки, одна из которых является общей минусовой шиной, силовые транзисторы, коллекторы которых через предохранители соединены с анодом разделительного диода и с клеммой для подключения положительного вывода солнечной батареи, а их имиттеры связаны с клеммой для подключения отрицательного вывода солнечной батареи и с общей выходной минусовой шиной, конденсатор и блок питания схемы управления, включенные параллельно выходным шинам, и общую для всех силовых модулей схему управления силовыми транзисторами, включающую усилитель рассогласования, состоящий из входного резистивного делителя, подключенного к выходным шинам, операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к средней точке входного резистивного делителя, последовательно включенных конденсатора и резистора в цепи обратной связи между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, балластный резистор, один вывод которого соединен с плюсовой шиной выходного напряжения блока питания, а другой вывод балластного резистора соединен с катодом стабилитрона опорного напряжения, анод которого соединен с минусовой шиной выходного напряжения блока питания, при этом сигнал с выхода операционного усилителя поступает на вход широтно-импульсного регулятора и через предварительный усилитель, предназначенный для принудительного открытия силовых транзисторов, на базы силовых транзисторов, дополнительно содержит введенную в усилитель рассогласования интегральную цепь, состоящую из резистора и конденсатора, при этом неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к общей точке соединения резистора и конденсатора интегральной цепи, другой вывод конденсатора интегральной цепи соединен с минусовой шиной выходного напряжения блока питания, а другой вывод резистора интегральной цепи подключен к общей точке соединения катода стабилитрона опорного напряжения и балластного резистора, при этом устройство дополнительно содержит пороговое устройство, получающее питание от блока питания схемы управления, при этом два входа порогового устройства подключены к выходным шинам, а его выход соединен со входом предварительного усилителя.

На фиг.1 представлена схема устройства регулирования избыточной мощности СБ с "мягким" переходным процессом нарастания напряжения UН на выходных шинах нагрузки, на фиг.2 представлены временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит высоковольтную СБ (или ИСБ) 1, параллельно включенные по входу и выходу силовые модули, в каждый из которых входят разделительный диод 2, включенный между одноименными полюсами СБ и выходными шинами для подключения емкостного фильтра 8 и нагрузки 9, силовые транзисторы 3 и 4, включенные через предохранители 5 и 6 параллельно СБ, конденсатор 7 и блок питания 10 схемы управления 11, включенные параллельно выходным шинам и общую для всех силовых модулей схему управления 11, в которую входят усилитель рассогласования УР 12, состоящий из входного резистивного делителя UН 14 и 17, интегральную цепь 20, состоящую из резистора 19 и конденсатора 18, стабилитрона опорного напряжения 21 и балластного резистора 22, операционного усилителя 13 с "изодромным" звеном 15 и 16 в цепи обратной связи, выход которого через широтно-импульсный регулятор 23 и первый вход предварительного усилителя 24 связан с базами силовых транзисторов 3 и 4 всех силовых модулей, при этом блок питания 10 обеспечивает питанием схему управления 11 и пороговое устройство 25, два входа которого подключены к выходным шинам нагрузки, а выход соединен со вторым входом предварительного усилителя 24.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме (см. момент t8-t9 на фиг.2а) поддержание стабильного выходного напряжения на нагрузке 9 осуществляется регулированием избыточной мощности СБ (или ИСБ) путем изменения длительности закорачивания СБ (ИСБ) на силовые транзисторы 3, 4. При этом стабилизация выходного напряжения UН происходит с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Управление силовыми транзисторами 3, 4 осуществляет схема управления 11 посредством сравнения выходного напряжения UН на нагрузке 9, поделенного входным резистивным делителем 14, 17 и поступающего на инвертирующий вход (U-), с опорным напряжением на неинвертирующем входе (U+) операционного усилителя 13. Усиленный сигнал рассогласования с выхода УР поступает на широтно-импульсный регулятор 23 и через первый вход предварительного усилителя 24 в базы силовых транзисторов 3, 4 всех силовых модулей. Диод 2 предотвращает разряд конденсатора 7, необходимого для подавления высокочастотных пульсаций UН, и емкостного фильтра 8 через открытые силовые транзисторы 3, 4.

Переходный процесс, происходящий при первом включении ИСБ в наземных условиях, показан на фиг.2 с момента t0-t8, где кривая 1 показывает изменения напряжений при работе устройства с зоной ШИМ-1, а кривая 2 - при работе устройства с зоной ШИМ-N, при этом - на фиг.2а показана временная диаграмма изменения выходного напряжения UН на нагрузке 9; - на фиг.2б - напряжения на инвертирующем входе, и на неинвертирующем входе, где U+=UОПОР; - на фиг.2в - выходные импульсы, сформированные пороговым устройством 25 для управления через предварительный усилитель 24 силовыми транзисторами 3, 4; - на фиг.2г - изменения напряжения на выходе усилителя рассогласования (UВЫХ УР).

Рассмотрим работу устройства, у которого зона регулирования ШИМ находится в окрестности нулевого значения выходного напряжения УР, т.е. в зоне ШИМ-1 (см. фиг.2г). При этом, если UВЫХ УР имеет уровень выше зоны ШИМ-1, то через широтно-импульсный регулятор на первом входе предварительного усилителя установится сигнал, который закроет силовые транзисторы 3, 4, т.е. устройство находится в режиме трансляции. Если UВЫХ УР имеет уровень ниже зоны ШИМ-1, то в устройстве установится режим К3, т.е. силовые транзисторы 3, 4 открыты.

При включении ИСБ его напряжение в интервале t0-t1 (см. фиг.2а) поступает в силовые шины нагрузки 9 через разделительные диоды 2 всех силовых модулей, начинает заряжать конденсатор 7 и выходной емкостный фильтр 8, т.к. блок питания 10 выключен и силовые транзисторы 3, 4 закрыты.

В момент t1 уровень напряжения UН достигнет точки А на фиг.2а, блок питания 10 включится и обеспечит напряжением питания схему управления 11 и пороговое устройство 25, которое имеет гистерезисную характеристику на включение и отключение, при этом если UН равно или ниже уровня в точках В и Д (см. фиг. 2а, 2в в моменты t3, t5), то на его выходе сформируется сигнал "логическая единица", равный +UПИТ, что соответствует напряжению включения порогового устройства (UПОРОГ ВКЛ), если UН достигает или превышает уровень в точках Б, Г, Е (см. фиг.2а, 2в) в моменты t2, t4, t6, то на его выходе сформируется сигнал "логического нуля", равный 0 В, т.е. UПОРОГ ОТКЛ.

За счет того, что в момент t1 (см. фиг.2б) напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 13
больше, чем на неинвертирующем (U+=UОПОР=0 В), выходное напряжение усилителя 13 установится в точку А с уровнем - UПИТ (см. фиг.2г), т.е. оно находится ниже уровня зоны ШИМ-1, а значит в регуляторе установится первый режим работы (КЗ).

Это напряжение поступит на вход широтно-импульсного регулятора, который на первом входе предварительного усилителя (ПУ) разрешает установить силовые транзисторы 3, 4 в открытое состояние, но сформированный пороговым устройством 25 в момент t1 (см. фиг.2в) сигнал "логической единицы" на входе 2 ПУ, который всегда превалирует над входом 1 ПУ, запретит открыть силовые транзисторы 3, 4 и они останутся в закрытом состоянии до тех пор, пока UН в интервале t1-t2 не достигнет точки Б (см. фиг.2а).

В момент t2 (см. точку Б фиг.2а, 2в) сработает пороговое устройство 25 и установит на входе 2 ПУ сигнал с уровнем "логического нуля", тем самым разрешая сигналу на входе 1 ПУ открыть силовые транзисторы 3, 4, которые закорачивают ИСБ, и напряжение UН на конденсаторах 7, 8 начнет уменьшаться с постоянной времени = СфRН до тех пор, пока UН в интервале t2-t3 не достигнет точки В (см. фиг.2).

В момент t3 (см. точку В фиг.2а, 2в) пороговое устройство 25 вновь установит на входе 2 ПУ сигнал с уровнем "логической единицы", силовые транзисторы 3, 4 принудительно закрываются и остаются в этом состоянии до тех пор, пока UН в интервале t3-t4 на фиг.2а не достигнет точки Г.

Далее процесс повторяется до тех пор, пока UОПОР усилителя 13, изменяющееся с постоянной времени опор = C18R19, не достигнет точки Ж на фиг.2б, при этом напряжение на входе U- будет равно напряжению входа U+=UОПОР, а выходное напряжение операционного усилителя 13 войдет в зону ШИМ-1.

Таким образом, при первом включении ИСБ произойдет включение БП 10 и, за счет того что в операционном усилителе 13 напряжение на входе U- больше входа U+, на выходе УР устанавливается напряжение всегда ниже зоны ШИМ (точка А на фиг.2г), а на выходе широтно-импульсного регулятора 23 установится сигнал, разрешающий включение силовых транзисторов 3, 4, которые закорачивают ИСБ в точке Б на фиг.2а и уровень UН понижается, при этом пороговое устройство 25 предотвращает снижение UН до уровня отключения БП 10, принудительно блокируя разрешающий включение силовых транзисторов 3, 4 в точке В на фиг.2а сигнал с ПУ.

Медленное возрастание опорного напряжения на входе U+ операционного усилителя 13 однозначно определяет характер изменения выходного напряжения усилителя 13: оно движется в сторону зоны ШИМ-1 к точке Ж на фиг.2г и при достижении точки Ж (в усилителе 13 будет выполнено равенство U-=U+ (см. фиг. 2б)) стабилизирует UН в соответствии с уровнем опорного напряжения, при этом UН будет иметь значение всегда выше UПОРОГ ВКЛ, при котором пороговое устройство 25 уже больше не сработает и UН начинает плавно возрастать в соответствии с ростом опорного напряжения до его установившегося значения, т.е. до номинального стабилизированного схемой управления 11 значения.

При одновременной работе нескольких устройств для регулирования избыточной мощности СБ, включенных параллельно на выходные шины нагрузки, их зоны ШИМ смещаются относительно друг друга и размещаются в области отрицательных значений выходного напряжения усилителя рассогласования 13, т.е. используется так называемое "зонное" регулирование UН в СЭС.

Это необходимо при регулировании избыточной мощности нескольких СБ для стабилизации UН при разной освещенности СБ и при изменении токов на выходных шинах для подключения нагрузки.

На фиг.2 показан вариант устройства, у которого зона ШИМ смещена в область отрицательного значения напряжения и имеет обозначение ШИМ-N, а изменения UН, U- и UВЫХ УР происходят в соответствии с кривой 2.

В этом случае устройство работает следующим образом.

При первом включении ИСБ произойдет включение БП10 и, за счет того что на входах операционного усилителя 13 уровень входа U- больше входа U+, на выходе УР устанавливается напряжение всегда ниже зоны ШИМ-N (точка А на фиг. 2г в момент t1), a через широтно-импульсный регулятор на входе 1 ПУ установится сигнал, разрешающий включение транзисторов 3, 4, которые закорачивают ИСБ в точке Б (момент t2 на фиг.2а), и уровень Н понижается до точки В (момент t3 фиг.2г).

Из временной диаграммы на фиг.2г видно, что в точке В выходное напряжение УР уже находится в зоне ШИМ-N, но поскольку между входами U- и U+ усилителя 13 сохраняется значительная разность напряжений, а емкость "изодромного" звена продолжает заряжаться, то в точке В величина коэффициента усиления операционного усилителя 13 еще не достаточна для удержания выходного напряжения усилителя 13 в зоне ШИМ-N, т.к.

UВЫХУР = -UВХt/изодр
и эквивалентный коэффициент усиления УР будет определять отношение t/изодр, где
UВХ=U--U+ в момент tз;
t=t3-t0 - время заряда емкости "изодрома";
изодр - постоянная времени "изодромного звена".

В точке Г выключается пороговое устройство 25, которое принудительно удерживало силовые транзисторы 3, 4 в закрытом состоянии в интервале t3-t4, на фиг. 2в, но UН продолжает возрастать в связи с тем, что выходное напряжение усилителя 13 вышло за пределы зоны ШИМ-N и установило в регуляторе второй режим (трансляции), т.е. на входе 1 ПУ установится сигнал, который закроет силовые транзисторы 3, 4.

В связи с тем что напряжение на емкости "изодромного" звена продолжает возрастать, растет также и коэффициент усиления разностного сигнала между входами U- и U+ операционного усилителя 13, при этом выходное напряжение усилителя 13 сначала плавно перестанет уменьшать свое значение по абсолютной величине, а затем начнет увеличиваться до тех пор, пока не войдет в зону ШИМ-N (см. точку И в момент t7 на фиг.2а, б, г, кривая 2).

Начиная с момента t7 УР будет удерживать свое выходное напряжение в зоне ШИМ-N за счет того, что "изодромное" звено будет постоянно сокращать разницу напряжений между входами U- и U+ операционного усилителя 13 за счет повышения коэффициента усиления и сведет ее к минимуму до равенства напряжений между входами U- и U+, после чего UН будет плавно возрастать до его установившегося номинального значения, которое определено уровнем опорного напряжения на входе U+ операционного усилителя 13, и стабилизируется.

Предлагаемое изобретение позволяет обеспечить "мягкий" переходный процесс нарастания выходного напряжения устройства в момент включения имитатора солнечной батареи при наземных испытаниях системы электроснабжения, что исключает появление опасных перенапряжений на выходных шинах для подключения нагрузки.

В настоящее время на предприятии ООО НПК "Космос-ЭНВО" изготовлены опытные образцы предлагаемого устройства. Испытание подтвердили работоспособность устройства.

Список литературы
1. В.С. Гутников. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988 г. - стр.93-97.


Формула изобретения

Устройство для регулирования избыточной мощности солнечной батареи, содержащее разделительный диод, катод которого соединен с выходными шинами для подключения емкостного фильтра и нагрузки, одна из которых является общей минусовой шиной, силовые транзисторы, коллекторы которых через предохранители соединены с анодом разделительного диода и с клеммой для подключения положительного вывода солнечной батареи, а их эмиттеры связаны с клеммой для подключения отрицательного вывода солнечной батареи и с общей выходной минусовой шиной, конденсатор и блок питания схемы управления, включенные параллельно выходным шинам, и общую для всех силовых модулей схему управления силовыми транзисторами, включающую усилитель рассогласования, состоящий из входного резистивного делителя, подключенного к выходным шинам, операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к средней точке входного резистивного делителя, последовательно включенных конденсатора и резистора в цепи обратной связи между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, балластный резистор, один вывод которого соединен с плюсовой шиной выходного напряжения блока питания, а другой вывод балластного резистора соединен с катодом стабилитрона опорного напряжения, анод которого соединен с минусовой шиной выходного напряжения блока питания, при этом сигнал с выхода операционного усилителя поступает на вход широтно-импульсного регулятора и через предварительный усилитель, предназначенный для принудительного открытия силовых транзисторов, поступает на базы силовых транзисторов, отличающееся тем, что в усилитель рассогласования дополнительно введена интегральная цепь, состоящая из резистора и конденсатора, при этом неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к общей точке соединения резистора и конденсатора интегральной цепи, другой вывод конденсатора интегральной цепи соединен с минусовой шиной выходного напряжения блока питания, а другой вывод резистора интегральной цепи подключен к общей точке соединения катода стабилитрона опорного напряжения и балластного резистора, при этом в устройство дополнительно введено пороговое устройство, получающее питание от блока питания схемы управления, при этом два входа порогового устройства подключены к выходным шинам, а его выход соединен со входом предварительного усилителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, в частности к проблеме питания нагрузок на два уровня напряжения

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам электропитания радиотехнических станций с несколькими источниками

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания радиоэлектронной аппаратуры в качестве первичного источника солнечной батареи (СБ)

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при создании и эксплуатации автономных систем электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ)

Группа изобретений относится к области фотогальванических генераторов. Технический результат заключается в повышении КПД преобразования генератора. Для этого предложен способ управления фотогальваническим генератором, содержащим по меньшей мере один фотогальванический элемент и множество n соединенных параллельно статических преобразователей, при этом каждый преобразователь соединен электрически по меньшей мере с одним фотогальваническим элементом, включающий этапы, на которых определяют мощность, генерируемую указанным по меньшей мере одним фотогальваническим элементом и сравнивают ее с пиковой мощностью; осуществляют сравнение с пороговыми значениями P1, P2,…, Pn-1; при этом пороги определяют как значения мощностей по существу в точке пересечения кривых КПД при возрастающем числе преобразователей для, по меньшей мере, одного фотогальванического элемента; подключают i преобразователей, если измеренное значение мощности находится в пределах от Pi-1 до Pi, или подключают все преобразователи, если измеренное значение мощности превышает Pn-1. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл.

Группа изобретений относится к области фотоэлектрических генераторов. Технический результат заключается в оптимизации управления энергией, производимой каждой группой фотоэлектрических элементов генератора, с целью наилучшего согласования мощности генератора с потребностями нагрузки и/или эффективной компенсацией отказов и/или колебаний инсоляции, оказывающей воздействие на некоторые элементы. Для этого предложена система электронного управления фотоэлектрическим генератором, содержащая: множество статических микропреобразователей, каждый из которых электрически соединен с одним или несколькими фотоэлектрическими элементами, являющимися частью всей совокупности указанных элементов генератора, по меньшей мере один модуль реконфигурации, предназначенный для переноса потоков энергии от указанных микропреобразователей к нагрузке, центральный электронный процессор, предназначенный для управления изменением потоков энергии, переносимых указанным по меньшей мере одним модулем реконфигурации, и для управления замыканием накоротко или шунтированием по меньшей мере одного микропреобразователя через указанный по меньшей мере один модуль реконфигурации. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях постоянного тока с нелинейными параметрами в альтернативных источниках энергии. Технический результат - повышение количества энергии, отбираемой от солнечной батареи, В способе питания нагрузки от солнечной батареи использован преобразователь повышающего типа, в котором коммутацию ключевых элементов осуществляют синхронизирующим и управляющим сигналами, измеряют выходную характеристику преобразователя и формируют управляющий сигнал, эквивалентный коэффициенту заполнения силового ключа. 2 ил.

Изобретение относится к солнечной энергетике и предназначено для для ориентации по Солнцу источников гелиоэнергетики и других источников электромагнитного излучения (ЭМИ). Технический результат – повышение точности и устойчивости ориентации источников гелиоэнергетики независимо от географической широты и погодных условий. Для этого в способе ориентации посредством направленной антенны принимают электромагнитные колебания, излучаемые Солнцем и отраженные рефлектором, которые снимают посредством вибратора, сканирующего в фокальной плоскости антенны, перпендикулярной оси рефлектора. В спектре принятого сигнала подавляют тепловой шум антенно-фидерных устройств. Полученный сигнал преобразуют в сигнал в узкой полосе частот и выделяют огибающую этого сигнала, которую распределяют по тактам времени в соответствии с положением вибратора относительно секторов приема. Сигнал отклонения положения антенны в азимутальном направлении формируют по разности уровней усредненных составляющих огибающей, при прохождении вибратора горизонтальных секторов приема, сигнал отклонения положения антенны по углу места - при прохождении вертикальных секторов приема. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к получению электрической энергии путем прямого преобразования солнечного излучения, и приборостроению. Предложен способ повышения эффективности отбора электрической энергии от параллельно соединенных батарей фотоэлектрических преобразователей, имеющих различные напряжения, или при шунтировании диодом части фотоэлектрических преобразователей вследствие затенения, загрязнения, выхода из строя. Способ заключается в их согласовании посредством последовательного включения в них дополнительного элемента питания с изменяемыми электрическими характеристиками, номинал которых устанавливается из соображения получения максимальной мощности. Электрическая энергия в дополнительный элемент питания подается от этих же батарей фотоэлектрических преобразователей через устройство, обеспечивающее гальваническую развязку, или внешнего источника электрической энергии. Обеспечивается повышение эффективности отбора электрической энергии от батарей фотоэлектрических преобразователей. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к системам электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА), с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей (СБ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей (АБ)

Изобретение относится к системам электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА)

Устройство для регулирования избыточной мощности солнечной батареи

Наверх