CN101546971B

CN101546971B - 太阳能发电机自动跟踪控制电路

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Publication number: CN101546971B
Application number: CN 200910039131
Authority: CN
Inventors: 王琼标
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2029-04-30
Also published as: CN101546971A

Abstract

本发明涉及一种太阳能发电机自动跟踪控制电路。该控制电路由两大部分组成，一是水平方位角跟踪电路；二是竖直仰角跟踪电路，水平方位角跟踪电路和竖直仰角跟踪电路驱动各自的直流电动机M₁和M₂，水平方位角跟踪电路和竖直仰角跟踪电路分别由各自的输入电路、逻辑电路和输出电路组成，其中，输入电路的输入端由光敏二极管和倾斜角开关检测到的电信号，加以数字化后接至逻辑电路的编码端，然后再根据实时控制的需要，经逻辑电路的译码电路译码并输出相应的指令，最后接至输出电路，从而由输出电路控制电机的转动和转向。采用上述方案后，本发明可达到跟踪精度高、稳定可靠诸多有益效果。

Description

太阳能发电机自动跟踪控制电路

技术领域：

本发明涉及利用太阳能发电技术领域，特指一种太阳能发电机自动跟踪控制电路。

背景技术：

目前太阳能发电机自动跟踪系统的电路设计，多采用光付板两侧端的光电池所感光的电压差作为检测信号，或利用微型计算机或经运算放大器放大等模拟电路处理后，得到控制信号，这在提高跟踪精度上比较困难，也很难做到全天候的控制，同时，这种控制方式跟环境温度等因素有较大关系，因此稳定性和可靠性较差。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种跟踪精度高、稳定可靠的太阳能发电机自动跟踪控制电路。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：太阳能发电机自动跟踪控制电路，该控制电路由两大部分组成，一是水平方位角跟踪电路；二是竖直仰角跟踪电路，水平方位角跟踪电路和竖直仰角跟踪电路驱动各自的直流电动机M₁和M₂，水平方位角跟踪电路和竖直仰角跟踪电路分别由各自的输入电路、逻辑电路和输出电路组成，其中，输入电路的输入端由光敏二极管和倾斜角开关检测到的电信号，加以数字化后接至逻辑电路的编码端，然后再根据实时控制的需要，经逻辑电路的译码电路译码并输出相应的指令，最后接至输出电路，从而由输出电路控制电机的转动和转向。

水平方位角驱动电路由输入电路、逻辑电路和输出电路三部分组成，输入电路由光敏二级管G₁、G₂、G₃、G₇和三极管T₁、T₂以及运算放大器YS等组成；逻辑电路由非门F₁、F₂、F₃、F₄；与门Y₁、Y₂、Y₃、Y₄、Y₅和RS触发器CH₁、CH₂等组成；输出电路由三极管T₇、T₈以及继电器J_1a、J_1b等组成；

输入电路中的三极管T₂的基极连接光敏二极管G₂的正极，G₂的负极接地；三极管T₁的基极连接光敏二极管G₃的正极，G₃的负极接地，T₂、T₁的发射极均接地；由运算放大器YS等组成差动放大电路，G₁通过电阻R₇接反相输入端，G₇通过电阻R₉接同相输入端，输出端通过二极管D₃接至L₁；

逻辑电路的输入端L₂是T₂的集电极，L₃是T₁的集电极，L₂经过非门F₂后一路接至与门Y₁的一个输入端，另一路接至与门Y₄的一个输入端，L₃的一路分别和与门Y₂、Y₅的输入端连接，另一路是由触发器CH₁、C₁、D₁等组成的单稳延时电路的触发输入端，CH₁的输出Q₁经过非门F₄后接至逻辑电路的一个输入端L₁，而L₁的一路接至与门Y₄的另一个输入端，另一路经过非门F₁的接至与门Y₁的另一个入端，Y₁的输出接至与门Y₂的另一个输入端，Y₂的输出端为Q_1a；Y₅的输出端Q_1b分两路，一路和与门Y₃的一个输入端连接，另一路是由触发器CH₂、C₂、D₂等组成的单稳延时电路延时3分钟的触发输入端。CH₂的输出Q₂经过非门F₃和与门Y₃的另一个输入端连接，Y₅的另一输入端和Y₄的输出端连接；

输出电路中的三极管T₇的集电极连接继电器J_1a的一端，J_1a的另一端接电源V_CC的正极；T₇的基极经过电阻接至Y₂的输出端；T₇的发射极接地，三极管T₈的集电极连接继电器J_1b的一端，J_1b的另一端接电源正极；_T8的基极经过电阻接至Y₃的输出端；T₈的发射极接地，继电器J_1a和J_1b的常闭触点互相连接后，再接至电源正极，它们的常开触点互相连接后，再接至电源的负极，J_1a和J_1b的开关钮分别和电动机M₁的两个输入端连接；

竖直仰角驱动电路由输入电路、逻辑电路和输出电路三部分组成，输入电路由光敏二极管G₁、G₃、G₄、G₅、G₆和倾斜角开关K₁、K₂、K₃以及三极管T₃、T₄、T₅、T₆还有运算放大器YS等组成，逻辑电路由非门F₄、F₅、F₆、F₇、F₈、F₉、F₁₀与Y₇、Y₈、Y₉、Y₁₀、Y₁₁、Y₁₂、Y₁₃、Y₁₄以及触发器CH₃、CH₄、CH₅等组成，输出电路由T₉、T₁₀及继电器J_2a、J_2b等组成；

输入电路的三极管T₅的集电极是逻辑电路的输入端之一I₁，T₅的基极接光敏二极管G₁的正极，G₁的负极接地；T₅的发射极接地。倾斜角开关K₁通过D₁和G₁并联，三极管T₆的集电极再经过二级管D₆是逻辑电路的输入端之二I₂，T₆的基极连接倾斜角开关K₂的一端，K₂的另一端接地。T₆的发射极接地，三极管T₃的集电极是与门Y₆的一个输入端，T₃的基极连接光敏二极管G₃的正极，G₃的负极接地；T₃的发射极接地。倾斜角开关K₃一端接I₃，另一端接电源正极，三极管T₄的集电极是逻辑电路的输入端之四I₄。T₄的基极连接光敏二极管G₄的正极，G₄的负极接地；T₄的发射极接地。倾斜角开关K₁通过D₂和G₄并联，由运算放大器YS和电阻R₃₀、R₃₁、R₃₂、R₃₃、R₃₄组成差动放大电路，光敏管G₆经R₃₀接反相输入端，G₅经R₃₂接同相输入端，差动输出端经D₁₀、D₁₁分别接I₁和I₄。G₅和G₆相背安装在一块小隔板上，并且G₅朝上，G₆朝下；

逻辑电路的I₁接至与门Y₇的一个输入端；I₁又经过非门F₁₀接至与门Y₁₃的一个输入端；I₂经过非门F₆接至与门Y₇的另一个输入端。I₂又接至Y₁₃的另一个输入端；I₃接至与门Y₁₀的一个输入端，又接至与门Y₁₁的一个输入端；I₄接到Y₁₀的另一个输入端，又经过非门F₈接至Y₁₁的另一个输入端，再经过非门F₅、二极管D₇接至I₂。倾斜角开关K₃一端接I₃，另一端接电源正极，其中I₃是与门Y₆的输出端。而三极管T₃的集电极是Y₆的一个输入端，触发器CH₃的输出Q₃经过非门F₄后是Y₆的另一个输入端。三极管T₃的集电极的另一路是由CH₃、G₃、D₃等组成的单稳延时电路的触发输入端，与门Y₈的两个输入端分别和Y₇与Y₁₀的输出端连接。与门Y₈的输出Q_2a一路经R₃₅、C₃₅积分电路接至与门Y₉的一个输入端，另一路是由触发器CH₄、D₄、C₄等组成的单稳延时电路的触发输入端。CH₄的输出Q₄经过非门F₇接至Y₉的另一输入端，与门Y₁₂的两个输入端分别和Y₁₁和Y₁₃的输出端连接，而Y₁₂的输出Q_2b又分为两路，一路经R₃₆、C₃₆积分电路接至与门Y₁₄的一个输入端；另一路是由触发器CH₅、C₅、D₅等组成的单稳延时电路的触发输入端。CH₅的输出Q₅经过非门F₉接至与门Y₁₄的另一输入端。

本发明采用上述技术方案后，一，是利用光敏二极管感光后的电阻作为检测信号，这样就容易提高精度。二，是利用倾斜角开关的通断做检测信号，操作方便。三，对信号的处理方法上也与现有技术不同，本发明是利用逻辑电路对信号处理，因果关系明确，稳定可靠，且可输入多种检测信号，很容易做到全天候的自动跟踪和防暴风雨雪的自动保护控制。

附图说明：

图1是本发明水平方位角跟踪驱动电路原理图；

图2是本发明水平方位角跟踪驱动电路的真值表。

图3是本发明竖直仰角跟踪驱动电路原理图。

图4是本发明竖直仰角跟踪驱动电路的真值表。

具体实施方式：

本控制电路由两大部分组成，一是水平方位角跟踪电路；二是竖直仰角跟踪电路。其机械原理如图一所示，属水平和竖直的双轴系统。其中竖直轴是光伏板水平方位角跟踪的转动轴，水平轴是光伏板竖直仰角跟踪的转动轴。各由直流电动机(12V)M₁和M₂通过变速箱带动，转速均为0.1转/分。而电动机则各由相应的电路所驱动，如图二、图三所示。下面对各驱动电路说明如下。

一、水平方位角驱动电路

由输入电路、逻辑电路和输出电路三部分组成(参见图1所示)。

输入电路由光敏二级管G₁、G₂、G₃、G₇和三极管T₁、T₂以及运算放大器YS等组成。逻辑电路由非门F₁、F₂、F₃、F₄；与门Y₁、Y₂、Y₃、Y₄、Y₅和RS触发器CH₁、CH₂等组成。输出电路由三极管T₇、T₈以及继电器J_1a、J_1b等组成。如图2所示。

I、电路的连接

1、输入电路

(1)三极管T₂的基极连接光敏二极管G₂的正极，G₂的负极接地，T₂的基极电阻500K，集电极电阻33K；

(2)三极管T₁的基极连接光敏二极管G₃的正极，G₃的负极接地，T₁的基极电阻500K，集电极电阻33K。T₂、T₁的发射极均接地。

(3)由运算放大器YS等组成差动放大电路，G₁通过电阻R₇接反相输入端，G₇通过电阻R₉接同相输入端。输出端通过二极管D₃(正向)接至L₁。

2、逻辑电路

逻辑电路的输入端L₂是T₂的集电极，L₃是T₁的集电极。

L₂经过非门F₂后一路接至与门Y₁的一个输入端；另一路接至与门Y₄的一个输入端。L₃的一路分别和与门Y₂、Y₅的输入端连接；另一路是由触发器CH₁、C₁、D₁等组成的单稳延时(延时8分钟)电路的触发输入端。CH₁的输出Q₁经过非门F₄后接至逻辑电路的一个输入端L₁。而L₁的一路接至与门Y₄的另一个输入端，另一路经过非门F₁的接至与门Y₁的另一个入端。Y₁的输出接至与门Y₂的另一个输入端，Y₂的输出端为Q_1a。

Y₅的输出端Q_1b分两路，一路和与门Y₃的一个输入端连接，另一路是由触发器CH₂、C₂、D₂等组成的单稳延时电路延时3分钟的触发输入端。CH₂的输出Q₂经过非门F₃和与门Y₃的另一个输入端连接。

Y₅的另一输入端和Y₄的输出端连接。

3、输出电路

三极管T₇的集电极连接继电器J_1a的一端，J_1a的另一端接电源V_CC的正极；T₇的基极经过电阻10K接至Y₂的输出端；T₇的发射极接地。

三极管T₈的集电极连接继电器J_1b的一端，J_1b的另一端接电源正极；T₈的基极经过电阻10K接至Y₃的输出端；T₈的发射极接地。

继电器J_1a和J_1b的常闭触点互相连接后，再接至电源正极，它们的常开触点互相连接后，再接至电源的负极。J_1a和J_1b的开关钮分别和电动机M₁的两个输入端连接。

II、电路的工作原理(参见图1、图2所示)

从图1可知，逻辑电路的输入信号有三个，分别是L₁、L₂和L₃，输出信号两个，分别是Q_1a、Q_1b。从图2的真值表可知，当输入为001时，输出Q_1a＝1(此时输出电路的J_1a得电，M₁反转、带动光伏板由西向东转动)，当输入为101时，输出Q_1b＝1(此时J_1b得电，M₁正转，带动光伏板由东向西转动)。其余的所有输入都使输出为0，都使电动机停止，光伏板亦停止不动。

输入电路的输入信号L₂和L₃，分别由G₂和G₃对太阳光的感光所决定，感光时为1，失光时为0。而输入信号L₁是触发器CH₁的输出信号Q₁所决定，CH₁置位时，L₁＝Q₁＝0，复位时L₁＝Q₁＝1。并且由CH₁等组成一个单稳延时电路，延时时间约8分钟是考虑高纬度地区的需要，另外CH₂等也组成一个单稳延时电路延时时间约3分钟，是考虑跟踪精度，又不致于电动机频繁起动的需要。

当早晨太阳自东方升起时，G₃首先感光，L₃＝1。并使触发器CH₁置位开始定时，此时L₁＝Q₁＝0，输入为001，输出为Q_1a＝1，立即驱动光伏板自西向东旋转(前一天晚上光伏板停在朝西方向)当光伏板向东旋转到使G₂感光时L₂＝1，输入为011，输出Q_1a＝0，光伏板立即停止，停在朝东面向太阳的方向。从转动开始的8分钟之内，因为CH₁仍在置位状态，使L₁＝0，输入为011，光伏板仍停止不动。此后，由于太阳已西移，G₂失光，L₂＝0，输入为101，输出Q_1b＝1，光伏板等待3分钟(由CH₂延时3分钟所决定)后，开始正转，即自东向西旋转。当转动一个小小的角度后，使G₂又感光，输入为111，输出Q_1b＝0，光伏板立即停止。然后，太阳西移几分钟，又使得G₂失光，输入变为101，输出为Q_1b＝1，光伏板等待3分钟后又向西转动一个小小的角度，这样在电动机和太阳光的互动下，整个白天光伏板都能一步一步地跟随太阳自东向西转动，直到日落西山为止。此时输入为000，输出Q_1a＝0，Q_1b＝0，晚间光伏板停在朝西方向。

遇到阵雨天气，下雨时G₂、G₃皆失光，光伏板停止不动，天晴后，G₃首先感光，类似早晨日出那样先反转。由于相背安装的光敏二极管G₁和G₇(G₇朝东，G₁朝西)，感光差别变大，使得YS的差动放大输出为1，D₂正向导通使L₁＝1，输入状态为101，输出状态Q_1b＝1，等待3分钟后J_1b得电，光伏板正转扫描太阳，当G₂感光后立即停止。此后在电动机和太阳光的互动下，和平常天气一样一步一步地跟随太阳继续自东向西转动。

二、竖直仰角驱动电路

由输入电路、逻辑电路和输出电路三部分组成(参见图3所示)。

输入电路由光敏二极管G₁、G₃、G₄、G₅、G₆和倾斜角开关K₁、K₂、K₃以及三极管T₃、T₄、T₅、T₆还有运算放大器YS等组成，逻辑电路由非门F₄、F₅、F₆、F₇、F₈、F₉、F₁₀与Y₇、Y₈、Y₉、Y₁₀、Y₁₁、Y₁₂、Y₁₃、Y₁₄以及触发器CH₃、CH₄、CH₅等组成，输出电路由T₉、T₁₀及继电器J_2a、J_2b等组成。

I、电路的连接

1、输入电路

(1)三极管T₅的集电极是逻辑电路的输入端之一I₁。T₅的基极接光敏二极管G₁的正极，G₁的负极接地；T₅的基极电阻500K；集电极电阻33K。T₅的发射极接地。倾斜角开关K₁通过D₁和G₁并联。

(2)三极管T₆的集电极再经过二级管D₆是逻辑电路的输入端之二I₂，T₆的基极连接倾斜角开关K₂的一端，K₂的另一端接地。T₆的发射极接地。

(3)三极管T₃的集电极是与门Y₆的一个输入端，T₃的基极连接光敏二极管G₃的正极，G₃的负极接地；T₃的基极电阻500K；集电极电阻33K；T₃的发射极接地。倾斜角开关K₃一端接I₃，另一端接电源正极。

(4)三极管T₄的集电极是逻辑电路的输入端之四I₄。T₄的基极连接光敏二极管G₄的正极，G₄的负极接地；T₄的基极电阻500K；集电极电阻33K；T₄的发射极接地。倾斜角开关K₁通过D₂和G₄并联。

(5)由运算放大器YS和电阻R₃₀、R₃₁、R₃₂、R₃₃、R₃₄组成差动放大电路，光敏管G₆经R₃₀接反相输入端，G₅经R₃₂接同相输入端，差动输出端经D₁₀、D₁₁分别接I₁和I₄。G₅和G₆相背安装在一块小隔板上，并且G₅朝上，G₆朝下。

2、逻辑电路

I₁接至与门Y₇的一个输入端；I₁又经过非门F₁₀接至与门Y₁₃的一个输入端；I₂经过非门F₆接至与门Y₇的另一个输入端。I₂又接至Y₁₃的另一个输入端；I₃接至与门Y₁₀的一个输入端，又接至与门Y₁₁的一个输入端；I₄接到Y₁₀的另一个输入端，又经过非门F₈接至Y₁₁的另一个输入端，再经过非门F₅、二极管D₇接至I₂。倾斜角开关K₃一端接I₃，另一端接电源正极。

其中I₃是与门Y₆的输出端。而三极管T₃的集电极是Y₆的一个输入端，触发器CH₃的输出Q₃经过非门F₄后是Y₆的另一个输入端。三极管T₃的集电极的另一路是由CH₃、G₃、D₃等组成的单稳延时电路的触发输入端。

与门Y₈的两个输入端分别和Y₇与Y₁₀的输出端连接。与门Y₈的输出Q_2a一路经R₃₅、C₃₅积分电路接至与门Y₉的一个输入端，另一路是由触发器CH₄、D₄、C₄等组成的单稳延时电路的触发输入端。CH₄的输出Q₄经过非门F₇接至Y₉的另一输入端。

与门Y₁₂的两个输入端分别和Y₁₁和Y₁₃的输出端连接，而Y₁₂的输出Q_2b又分为两路，一路经R₃₆、C₃₆积分电路接至与门Y₁₄的一个输入端；另一路是由触发器CH₅、C₅、D₅等组成的单稳延时电路的触发输入端。CH₅的输出Q₅经过非门F₉接至与门Y₁₄的另一输入端。

在逻辑电路中插入五个延时电路，其中：(1)由CH₃、C₃、D₃等组成8分钟延时电路；(2)由CH₄、C₄、D₄等组成5秒延时电路；(3)由CH₅、C₅、D₅等组成5秒延时电路；(4)由R₃₅、C₃₅、D₃₅、Y₈组成积分延时1.5秒电路；

(5)由R₃₆、C₃₆、D₃₆、Y₁₂组成积分延时1.5秒电路。

3、输出电路

三极管T₉的集电极接继电器J_2a的一端，J_2a的另一端接电源正极；基极通过电阻10K接至与门Y₉的输出端；三极管T₁₀的集电极连接继电器J_2b的一端，J_2b的另一端接电源正极；基极通过电阻10K接至与门Y₁₄的输出端。T₉、T₁₀的发射极均接地。

继电器J_2a和J_2b的常闭触点互相连接后再接至电源的正极；常开触点互相连接后，再接至电源的负极。两个继电器的开关钮分别与电动机M₂的两个输入端连接。

II、电路的工作原理(参见图3、图4所示)

如图3可知，逻辑电路的输入信号有四个，分别是I₁、I₂、I₃和I₄，输出信号有两个，分别是Q_2a、Q_2b，其逻辑功能由真值表图4所示。表中只有当输入0110或1011时，才分别使输出Q_2b＝1或Q_2a＝1，其余Q_2a和Q_2b皆为0。当Q_2b＝1时，经CH₅等组成的单稳电路延时约5秒后，J_2b得电，M₂反转，带动光伏板仰角增大；当Q_2a＝1时，经CH₄等组成的单稳电路延时约5秒后，J_2a得电，M₂正转，带动光伏板仰角减小。

输入信号I₃来自光敏管G₃，G₃感光时，I₃＝1，并使CH₃置位(Q₃＝1)，延时约八分钟后才复位(Q₃＝0)，因为I₃＝Q₃·I₃，所以I₃需经过约八分钟才能使I₃＝1。

当早晨日出之后，裸露的G₃首先感光导通，但G₁、G₄仍未感光，I₁＝0，I₄＝0，而I₂＝I₄＝1，经过8分钟后输入为0110，输出Q_2b＝1，光伏板等待5秒后反转，仰角增大。当G₁感光时，输入变为1110，输出Q_2b＝0，光伏板经过1.5秒停止。然后，由于太阳继续升高，经过几分钟之后，G₁失光，输入又变为0110，输出变为Q_2b＝1，光伏板再次等待5秒之后反转，仰角进一步增大一个小小的角度。这样，在电动机和太阳光的互动下，输入信号0110和1110反复循环出现，输出Q_2b也会以1和0交替出现，光伏板就会一步一步地跟随太阳的升高，其仰角一点点地增大。直到太阳越过子午线(中午之后)由上升转为下落，G₁感光后，还再使G₄感光。此时，输入为1011，输出Q_2a＝1，光伏板等待5秒之后变为正转。仰角减小一个小小的角度后，使得G₄失光，I₄＝0，输入变为1110，输出Q_2a＝0，光伏板经过1.5秒停止。在太阳再继续下落几分钟后，又使G₄重新感光，输入又变为1011，光伏板又等待5秒，再次正转，仰角进一步减小一个小小的角度。这样，在电动机和太阳光的互动下，光伏板便一步一步地跟随太阳的下落一点一点地减小仰角，直到日落西山为止。在晚间光伏板停在仰角最小的位置直到第二天日出之前。

遇到阵雨天气，在上午下雨时，G₃、G₁、G₄均失光，光伏板停止不动，天晴后，G₃首先感光，经过8分钟之后，输入为0110，输出Q_2b＝1，光伏板再等待5秒之后开始反转，一直反转到使G₁感光输入变为1110再过1.5秒后停止。随后太阳再升高，几分钟又使G₁失光输入又变为0110，等待5秒之后，光伏板又开始反转增大一个小小的仰角，和正常天气一样一步一步地跟踪太阳。在下午下雨时，光伏板停止不动。天晴后，G₃首先感光，并且由于太阳已下落了一段高度，使得G₅和G₆的感光差别变大，经YS差动放大后，输出为1，使二极管D₁₀和D₁₁正向导通，分别使I₁和I₄等于1，此时输入变为1011，Q_2a＝1，光伏板等待5秒之后开始正转，减小一个小小的仰角，也和正常天气一样，一步一步地跟踪太阳。

遇到大风天气，当风力超过六级以上，测量风力的挡板被吹倾斜，倾斜角开关K₁闭合，使I₁＝1，I₄＝1，这时输入为1011，输出Q_2a＝1，光伏板等待5秒之后正转，直到光伏板正面朝下时K₂闭合，输入为1111，光伏板经1.5秒后停止。这样可以防止风力过大摧毁光伏板。

遇到大雨或大雪天气，G₁、G₃、G₄均失光，测量雨雪压力的挡板下沉，倾斜角开关K₁、K₃均闭合，使I₁＝1，I₃＝1，I₄＝1，输入为1011，输出Q_2a＝1，光伏板等待5秒之后正转，直到光伏板正面朝下时，K₂闭合，输入为1111，光伏板经1.5秒后停止，这样可以防止雨雪过大冲击光伏板的正面。虽然光伏板正面朝下，但天晴后或第二天早晨日出，在光敏管G₃感光8分钟后，由于与门Y₁₅的两路输入均为1，所以其输出也为1，继电器J_2c得电，电热器R_a接通电源，将测量雨雪压力的挡板上的冰雪融化。压力挡板回升，倾斜角开关K₁、K₃均断开，使电热器断电，并且使输入为0110，输出Q_2a＝1，光伏板等待5秒后反转直到G₁感光。然后再一步一步地跟踪太阳。

为了维护和调试方便，增加A_Z防和A_F正转和反转手动按钮，并且有对焦指示。

本发明是根据光伏板实现全天候、三维自动跟踪太阳，并有抗暴风、雨、雪而自动保护的控制需要，运用多种检测信号，经数字化处理，进行三位或四位编码，在自动控制的各个阶段，由译码电路发出相应的指令，控制光伏板作出相应的运动，从而安全可靠充分地利用太阳能提高发电效率。

总之，本跟踪系统不仅在正常天气下，可以实现使光伏板全天候全方位的三维跟踪太阳，而且还具备防止被大风和雨雪摧毁的功能。

Claims

1.太阳能发电机自动跟踪控制电路，其特征在于：该控制电路由两大部分组成，一是水平方位角跟踪电路；二是竖直仰角跟踪电路，水平方位角跟踪电路和竖直仰角跟踪电路驱动各自的直流电动机M₁和M₂，水平方位角跟踪电路和竖直仰角跟踪电路分别由各自的输入电路、逻辑电路和输出电路组成，其中，输入电路的输入端由光敏二极管和倾斜角开关检测到的的电信号，加以数字化后接至逻辑电路的编码端，然后再根据实时控制的需要，经逻辑电路的译码电路译码并输出相应的指令，最后接至输出电路，从而由输出电路控制电机的转动和转向；

所述水平方位角跟踪电路其组成电路为：输入电路包括有光敏二级管G₁、G₂、G₃、G₇和三极管T₁、T₂以及运算放大器YS组成；逻辑电路包括有非门F₁、F₂、F₃、F₄，与门Y₁、Y₂、Y₃、Y₄、Y₅和RS触发器CH₁、CH₂；输出电路包括有三极管T₇、T₈以及继电器J_1a、J_1b；其中：

输入电路中的三极管T₂的基极连接光敏二极管G₂的正极，光敏二极管G₂的负极接地；三极管T₁的基极连接光敏二极管G₃的正极，光敏二极管G₃的负极接地，三极管T₂、T₁的发射极均接地；包括运算放大器YS的差动放大电路，光敏二级管G₁通过电阻R₇接反相输入端，光敏二级管G₇通过电阻R₉接同相输入端，输出端通过二极管D₃接至逻辑电路的输入端L₁；

逻辑电路的输入端L₂是三极管T₂的集电极，逻辑电路的另一输入端L₃是三极管T₁的集电极，逻辑电路的输入端L₂经过非门F₂后一路接至与门Y₁的一个输入端，另一路接至与门Y₄的一个输入端，逻辑电路的输入端L₃的一路分别和与门Y₂、Y₅的输入端连接，另一路是包括RS触发器CH₁、电容C₁、二极管D₁的单稳延时电路的触发输入端，RS触发器CH₁的输出Q₁经过非门F₄后接至逻辑电路的一个输入端L₁，而逻辑电路的输入端L₁的一路接至与门Y₄的另一个输入端，另一路经过非门F₁的接至与门Y₁的另一个入端，与门Y₁的输出接至与门Y₂的另一个输入端，与门Y₂的输出端为Q_1a；与门Y₅的输出端Q_1b分两路，一路和与门Y₃的一个输入端连接，另一路是包括RS触发器CH₂、电容C₂、二极管D₂的单稳延时电路延时3分钟的触发输入端；RS触发器CH₂的输出Q₂经过非门F₃和与门Y₃的另一个输入端连接，与门Y₅的另一输入端和与门Y₄的输出端连接；

输出电路中的三极管T₇的集电极连接继电器J_1a的一端，继电器J_1a的另一端接电源V_CC的正极；三极管T₇的基极经过电阻接至与门Y₂的输出端；三极管T₇的发射极接地，三极管T₈的集电极连接继电器J_1b的一端，继电器J_1b的另一端接电源正极；三极管T₈的基极经过电阻接至与门Y₃的输出端；三极管T₈的发射极接地，继电器J_1a和J_1b的常闭触点互相连接后，再接至电源正极，它们的常开触点互相连接后，再接至电源的负极，继电器J_1a和J_1b的开关钮分别和电动机M₁的两个输入端连接；

所述竖直仰角跟踪电路其组成电路为：输入电路包括有光敏二极管G₁、G₃、G₄、G₅、G₆和倾斜角开关K₁、K₂、K₃以及三极管T₃、T₄、T₅、T₆，还有运算放大器YS′，逻辑电路包括有非门F₄′、F₅、F₆、F₇、F₈、F₉、F₁₀和与门Y₇、Y₈、Y₉、Y₁₀、Y₁₁、Y₁₂、Y₁₃、Y₁₄以及RS触发器CH₃、CH₄、CH₅，输出电路包括有三极管T₉、T₁₀及继电器J_2a、J_2b；其中：

输入电路的三极管T₅的集电极是逻辑电路的输入端之一I₁，三极管T₅的基极接光敏二极管G₁的正极，光敏二极管G₁的负极接地；三极管T₅的发射极接地，倾斜角开关K₁通过二极管D₁′和光敏二极管G₁并联，三极管T₆的集电极再经过二级管D₆是逻辑电路的输入端之二I₂，三极管T₆的基极连接倾斜角开关K₂的一端，倾斜角开关K₂的另一端接地，三极管T₆的发射极接地，三极管T₃的集电极是与门Y₆的一个输入端，三极管T₃的基极连接光敏二极管G₃的正极，光敏二极管G₃的负极接地；三极管T₃的发射极接地，倾斜角开关K₃一端接逻辑电路的输入端I₃，另一端接电源正极，三极管T₄的集电极是逻辑电路的输入端之四I₄，三极管T₄的基极连接光敏二极管G₄的正极，光敏二极管G₄的负极接地；三极管T₄的发射极接地，倾斜角开关K₁通过二极管D₂′和光敏二极管G₄并联，由运算放大器YS′和电阻R₃₀、R₃₁、R₃₂、R₃₃、R₃₄组成差动放大电路，光敏二极管G₆经电阻R₃₀接反相输入端，光敏二极管G₅经电阻R₃₂接同相输入端，差动输出端经二极管D₁₀、D₁₁分别接逻辑电路的输入端I₁和I₄；光敏二极管G₅和G₆相背安装在一块小隔板上，并且光敏二极管G₅朝上，光敏二极管G₆朝下；

逻辑电路的输入端I₁接至与门Y₇的一个输入端；逻辑电路的输入端I₁又经过非门F₁₀接至与门Y₁₃的一个输入端；逻辑电路的输入端I₂经过非门F₆接至与门Y₇的另一个输入端；逻辑电路的输入端I₂又接至与门Y₁₃的另一个输入端；逻辑电路的输入端I₃接至与门Y₁₀的一个输入端，又接至与门Y₁₁的一个输入端；逻辑电路的输入端I₄接到与门Y₁₀的另一个输入端，又经过非门F₈接至与门Y₁₁的另一个输入端，再经过非门F₅、二极管D₇接至逻辑电路的输入端I₂；倾斜角开关K₃一端接逻辑电路的输入端I₃，另一端接电源正极，其中逻辑电路的输入端I₃是与门Y₆的输出端，而三极管T₃的集电极是与门Y₆的一个输入端，RS触发器CH₃的输出Q₃经过非门F₄′后是与门Y₆的另一个输入端，三极管T₃的集电极的另一路是包括RS触发器CH₃、电容C₃、二极管D₃的单稳延时电路的触发输入端，与门Y₈的两个输入端分别和与门Y₇、与门Y₁₀的输出端连接，与门Y₈的输出Q_2a一路经电阻R₃₅、电容C₃₅积分电路接至与门Y₉的一个输入端，另一路是包括触发器CH₄、二极管D₄、电容C₄的单稳延时电路的触发输入端，RS触发器CH₄的输出Q₄经过非门F₇接至与门Y₉的另一输入端，与门Y₁₂的两个输入端分别和与门Y₁₁、与门Y₁₃的输出端连接，而与门Y₁₂的输出Q_2b又分为两路，一路经电阻R₃₆、电容C₃₆积分电路接至与门Y₁₄的一个输入端；另一路是包括RS触发器CH₅、电容C₅、二极管D₅的单稳延时电路的触发输入端，RS触发器CH₅的输出Q₅经过非门F₉接至与门Y₁₄的另一输入端。