DE3403895A1 - Circuit arrangement for voltage control and voltage conversion, particularly of a solar generator - Google Patents

Circuit arrangement for voltage control and voltage conversion, particularly of a solar generator

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DE3403895A1 DE19843403895 DE3403895A DE3403895A1 DE 3403895 A1 DE3403895 A1 DE 3403895A1 DE 19843403895 DE19843403895 DE 19843403895 DE 3403895 A DE3403895 A DE 3403895A DE 3403895 A1 DE3403895 A1 DE 3403895A1
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Abstract

The invention relates to a circuit arrangement for controlling the voltage of a generator having an at least partially current-impressing characteristic, particularly a solar generator (1) for outputting a voltage, transformed up to a desired level, to a load (8) with low source resistance or low source impedance. For controlling the voltage, a series two-step controller (2, 3, 7) with capacitive storage (3) is provided, the switch (2) of the two-step controller and the generator (7) being decoupled via a transformer (5) from the capacitive storage (3) and the load (8) which is connected in parallel therewith. The transformation ratio of the transformer (5) is selected in such a manner that a voltage having the desired high level is obtained at the output of the circuit arrangement. In addition, the switching frequency of the switch (2) and the capacitance (C) of the capacitive storage (3) are selected to be high enough for a low source resistance or a low source impedance to be present at the output of the circuit arrangement. <IMAGE>

Description

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Schaltungsanordnung zur Spannungsregelung und Spannungswandlung, insbesondere eines Solargenerators Circuit arrangement for voltage regulation and voltage conversion, in particular of a solar generator

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Spannungsregelung eines Generators mit zumindest teilweise stromprägender Kennlinie, insbesondere eines Solargeneratorε, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a circuit arrangement for voltage regulation of a generator with at least partially current-shaping characteristic, in particular one Solargeneratorε, according to the preamble of the claim 1.

Ein Solargenerator oder ein Generator mit ähnlicher Kennlinie, z. B. ein Solargenerator-Simulator ist eine Quelle elektrischer Leistung, die durch eine charakteristische Strom-/Spannungskennlinie gekennzeichnet ist.A solar generator or a generator with a similar characteristic, e.g. B. a solar generator simulator is one Source of electrical power, which is characterized by a characteristic current / voltage characteristic.

Die Kennlinie weist hierbei einen Kennlinienteil mit Stromprägung und einen Kenniinienteil mit Spannungsprägung aus, die in einem relativ kurzen Bereich ineinander übergehen, in dem der Punkt maximaler Leistung liegt. Ausgehend von der Leerlaufspannung ist der Quellwiderstand bzw. die Quellimpedanz zunächst wünschenswert niedrig; sie steigt mit zunehmender Belastung im relativ stark spannungsprägenden Kennlinienteil an, was beim Anschluß von Lasten oftmals nicht erwünscht ist, erreicht im Punkt maximaler Leistungsabgabe entsprechend der Steigung der Tangente an die Kennlinie den Wert -U/I und steigt dann im stromprägenden Teil der Kennlinie in Richtung des Kurzschlußpunktes auf sehr hohe Werte.The characteristic curve here has a characteristic curve part with current imprinting and a characteristic line part with voltage imprinting, which one into the other in a relatively short range skip over, in which the point of maximum performance lies. The source resistance is based on the open circuit voltage or the source impedance initially desirably low; it increases in relative terms with increasing exposure strongly stress-forming part of the characteristic curve, what happens when connecting is often not desired by loads, achieved in the point of maximum power output according to the The slope of the tangent to the characteristic curve has the value -U / I and then increases in the current-shaping part of the characteristic curve in the direction of the short-circuit point to very high values.

Beim Einsatz derartiger Solargeneratoren in der Raumfahrt, z. B. in einem Fernseh-übertragungssatelliten, müssen mit derartigen Solargeneratoren hohe Gleichspannungen mit niedrigem Quellwiderstand bereitgestellt werden, so z. B. zur Versorgung eines Wanderfeldröhren-Verstärkers für Direktfernsehen über Nachrichtensatelliten. Die Spannungen liegen im Bereich von einigen Kilo-When using such solar generators in space travel, z. B. in a television broadcast satellite, must provide high DC voltages with low source resistance with such solar generators be, so z. B. to supply a traveling wave tube amplifier for direct television via communications satellites. The tensions are in the range of a few kilo-

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volt, ζ. B. 8 KV. Da einzelne Sonnenzellen Betriebsspannungen von etwa 1/2 V bei einem Strom von etwa 1/4 A abgeben, können derart hohe Spannungen mit den erforderlichen Leistungen von einem Solargenerator nicht direkt abgegeben werden, da ein solcher Solargenerator so groß wäre, daß er mit heutigen Mitteln wirtschaftlich nicht in den Weltraum, z. B. in eine stationäre Umlaufbahn um die Erde transportiert werden könnte. Es ist daher notwendig, die Ausgangsspannung des Solargenerators auf die erforderliche hohe Spannung hochzutransformieren. Der übliche Weg, der bei heutigen Fernsehsatelliten eingeschlagen wird, besteht darin, aus dem Solargenerator zunächst über sogenannte Shunt-Regler eine Quelle besserer Spannungskonstanz mit niedrigem Quellwiderstand zu machen. Anschließend wird die abgegebene Gleichstromleistung in Wechselstromleistung umgeformt und auf das gewünschte Spannungsniveau transformiert. Da der Spannungsregler und der Umformer bzw. Transformierer einigen räumlichen Abstand voneinander haben, ist eine velustreiche und aufwendige Nachreglung unvermeidlich. Außerdem wird durch diese Trennung von Regler und Umformer das Gewicht der gesamten Schaltungsanordnung recht hoch.volt, ζ. B. 8 KV. Since individual solar cells have operating voltages of around 1/2 V with a current of around 1/4 A can deliver such high voltages with the required Services from a solar generator cannot be delivered directly because such a solar generator is so large would be that he would not economically go into space with today's means, e.g. B. in a stationary orbit the earth could be transported. It is therefore necessary to adjust the output voltage of the solar generator to the to step up the required high voltage. The usual route taken with today's television satellites is to first get a better source from the solar generator via so-called shunt regulators Make voltage constancy with low source resistance. Then the output DC power converted into alternating current power and transformed to the desired voltage level. Because the voltage regulator and the converter or transformer have some spatial distance from one another, is a costly one and complex readjustments are unavoidable. In addition, this separation of controller and converter the weight of the entire circuit arrangement is quite high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der in Rede stehenden Art anzugeben, mit der eine einfache Spannungsregelung und Transformation auf hohe Spannungen bei geringem Gewicht möglich ist.The invention is based on the object of a circuit arrangement of the type in question, with which a simple voltage regulation and transformation on high voltages with low weight is possible.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is according to the invention by the characterizing Part of claim 1 specified features solved.

Gemäß diesen Merkmalen werden Spannungsregelung und Hochtransformierung der Spannung in einer komplexen Schaltungsanordnung kombiniert. Als SpannungsreglerAccording to these features, voltage regulation and voltage step-up become one complex Circuit arrangement combined. As a voltage regulator

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wird ein ,an sich bekannter Zweipunktregler mit kapazitivem Speicher gewählt. .becomes a known two-position controller with capacitive Memory selected. .

Bei der Zweipunktregelung der Solargeneratorspannung wird der Quellwiderstand des Solargenerators als Ohmsches Längselement des Serien-Zweipunktreglers verwendet.With two-point control of the solar generator voltage the source resistance of the solar generator is used as an ohmic series element of the series two-position controller.

Bei Solargeneratoren wird eine solche im Prinzip einfache Zweipunktregelung nicht angewandt, da der sich ändernde Quellwiderstand als Nachteil angesehen wird, der in die geregelte Ausgangsspannung eingeht und dort mit Aufwand beseitigt werden müßte.In the case of solar generators, such a two-point control, which is simple in principle, is not used because the changing source resistance is viewed as a disadvantage, which is included in the regulated output voltage and there would have to be eliminated at great expense.

Für die Hochtransformierung der Ausgangsspannung ist aber gerade eine derartige Zweipunktregelung von Vorteil, da die Zweipunktregelung alternierende Vorgänge, d. h. das Schalten zwischen einer Minimum-Spannungsschwelle und einer Maximum-Spannungsquelle auslöst. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, den Solargenerator mit dem Schalter des Serien-Zweipunktreglers einerseits und den kapazitiven Speicher mit der parallelgeschalteten Last andererseits transformatorisch zu entkoppeln. Das übertragungsverhältnis des Transformators ist dabei so gewählt, daß die gewünschte hohe Ausgangsspannung erreicht wird. Die Kapazität auf der Sekundärseite des Transformators transformiert sich mit dem Übertragungsverhältnis auf die Primärseite und tritt dort in Wechselwirkung mit dem Solargenerator.For stepping up the output voltage is But precisely such a two-point control is advantageous, since the two-point control alternates processes, i. H. triggers switching between a minimum voltage threshold and a maximum voltage source. Through this there is the possibility of using the solar generator with the Switch of the series two-position controller on the one hand and the capacitive storage device with the load connected in parallel on the other hand, to be decoupled in a transformer. The transmission ratio of the transformer is chosen so that that the desired high output voltage is achieved. The capacitance on the secondary side of the transformer transforms itself with the transfer ratio to the primary side and interacts with there the solar generator.

An sich ergibt eine solche Schaltungsanordnung noch nicht den gewünschten niedrigen Quellwiderstand. Der dynamische Innenwiderstand Rj_ der gesamten Anordnung ist gegeben durch das Differential von Strom und SpannungAs such, such a circuit arrangement does not yet produce the desired low source resistance. Of the dynamic internal resistance Rj_ of the entire arrangement given by the differential of current and voltage

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dU/dl, wobei die Phasen hierbei vernachlässigt sind. Da im Schaltzyklus die zugeführte Ladung gleich der abgeführten Ladung sein muß, kann der Innenwiderstand R^ angenähert werden durch das Verhältnis der Entladezeit £t zu der Kapazität C/d.h. .RjS&t/CDurch Wahl einer kürzeren Entladezeit, d. h. durch Wahl einer hohen Schaltfreguenz des Serien-Zweipunktreglers, und einen hinreichend großen Kapazitätswert des kapazitiven Speichers kann der Innenwiderstand der Anordnung, und damit der Quellwiderstand der zur Verfügung gestellten Stromquelle klein gemacht werden.dU / dl, whereby the phases are neglected here. Since the charge supplied in the switching cycle must be the same as the charge discharged, the internal resistance R ^ can be approximated by the ratio of the discharge time £ t to the capacitance C / ie .RjS & t / C by choosing a shorter discharge time, ie by choosing a high switching frequency of the series -Two-point controller, and a sufficiently large capacitance value of the capacitive storage, the internal resistance of the arrangement, and thus the source resistance of the power source made available can be made small.

Der Transformator zur Hochtransformierung der Spannung wird bevorzugt als Gegentakt-Wandler ausgebildet. Ausgangsseitig wird die parallelgeschaltete Kapazität über eine Gleichrichterschaltung, ζ. B. eine Vierweg-Diodenschaltung angeschlossen.The transformer for stepping up the voltage is preferably designed as a push-pull converter. Output side the capacitance connected in parallel via a rectifier circuit, ζ. B. a four-way diode circuit connected.

Bei einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist die Spannungsregelung und die Hochtransformierung der Spannung quasi, verlustlos und die Regelung erfolgt im stromprägenden Bereich der Kennlinien. Wird vom Solargenerator eine Überschußleistung über die benötigte Leistung angeboten, so bleibt diese Überschußleistung als Fehlanpassungsverlust im Solargenerator. Durch die ohmisch(kapazitive Natur der Transformierung bzw. Umsetzung der Spannung hat die Regelstrecke optimale Dynamik und keinerlei Kommutierungsprobleme. Durch die Verbindung von Regelung, Umsetzung und Solargenerator .können die Ausmaße und das Gewicht der Gesamtschaltungsanordnung gegenüber herkömmlichen Geräten stark, bis etwa auf die Hälfte vermindert werden. Durch die Hereinnahme des Generators in das Regelungs-/Umsetzprinzip ist diese Schaltungsanordnung allerdings nur an einer Spannungsquelle mit entsprechenden KennlinieneigenschaftenIn a circuit arrangement according to the invention, the voltage regulation and the step-up transformation is the Voltage quasi, lossless and the regulation takes place in the current-shaping area of the characteristic curves. Used by the solar generator If an excess performance is offered over the required performance, this excess performance remains as a mismatch loss in the solar generator. Through the Ohmic (capacitive nature of the transformation or implementation the voltage, the controlled system has optimal dynamics and no commutation problems. Through the Combination of regulation, implementation and solar generator. Can change the dimensions and weight of the overall circuit arrangement compared to conventional devices, can be reduced by about half. By taking in of the generator in the control / conversion principle, this circuit arrangement is only at one voltage source with corresponding characteristics

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betreibbar.operable.

Die Erfindung ist in zwei Ausführungsbeispielen anhand
der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung stellen dar:
The invention is based on two exemplary embodiments
the drawing explained in more detail. In the drawing show:

Pig. 1 ein Kennliniendiagranvm für Strom und Spannung
einer Solarzelle eines Solargenerators;
Pig. 1 a characteristic diagram for current and voltage
a solar cell of a solar generator;

Fig. 2 schematisch ein Schaltungsdiagramm für eineFig. 2 schematically shows a circuit diagram for a

Schaltungsanordnung zur Spannungsregelung eines
Solargenerators mit Spannungstransformierung
gemäß der Erfindung in einem ersten Ausführungsbeispiel;
Circuit arrangement for voltage regulation of a
Solar generator with voltage transformation
according to the invention in a first embodiment;

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.3 shows a second exemplary embodiment for a circuit arrangement according to the invention.

In Fig. 1.ist ein Kennlinienfeld von zwölf Kennlinien
Q) bis (J5) einer Solarzelle eines Solargenerators dargestellt. Auf der Ordinate ist der Strom E in Ampere, auf der Abszisse die Spannung ü in Volt aufgetragen. Das
Kennlinienfeld des Solargenerators insgesamt entspricht dem dargestellten Kennlinienfeld mit höheren Strom- und Spannungswerten. Ausgehend von der Kurzschlußspannung
bei Null Volt verläuft die Kennlinie in Stromprägung,
knickt dann langsam um, wobei in diesem Übergangsbereich der jeweils mit einem Kreuz gekennzeichnete Punkt maximaler Leistung liegt, und verläuft dann in Richtung auf die Leerlaufspannung mit allerdings nicht so starker
Spannungsprägung.
In Fig. 1 is a family of twelve characteristic curves
Q) to (J5) of a solar cell of a solar generator are shown. The current E is plotted in amperes on the ordinate, and the voltage ü in volts is plotted on the abscissa. That
The overall characteristic field of the solar generator corresponds to the characteristic field shown with higher current and voltage values. Based on the short-circuit voltage
at zero volts the characteristic curve is current,
Then slowly bends over, with the point of maximum power marked with a cross in this transition area, and then runs in the direction of the open-circuit voltage with, however, not as strong
Voltage imprint.

In Fig. 2 ist mit 1 schematisch ein Solargenerator dargestellt, der aus einer Vielzahl von zusammengeschalteten Einzelzellen besteht. Zur Spannungsregelung der vomIn Fig. 2, 1 is shown schematically a solar generator, which consists of a plurality of interconnected Consists of single cells. To regulate the voltage of the

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9«9 3A0389 9 « 9 3A0389

Solargenerator 1 gemäß der obigen Kennlinie abgegebenen Gleichspannung wird ein Serien-Zweipunktregler mit kapazitivem Speicher verwendet. Von dem Serien-Zweipunktregler ist lediglich ein Schalter 2 sowie ein Kondensator 3 als kapazitiver Speicher dargestellt. Der Solargenerator 1 mit dem Schalter 2 in dem Längsweg ist durch eine Primärwicklung 4 eines Transformators 5 abgeschlossen« Die Sekundärwicklung 6 liegt parallel zu dem Kondensator 3; zwischen Sekundärwicklung und Kondensator ist eine Diode 7 geschaltet. Parallel zu dem Kondensator 3 liegt am Ausgang der beschriebenen Schaltungsanordnung eine Last 8, z. B. ein Wanderfeldröhren-Verstärker in einer Fernsehübertragungsschaltung eines Nachrichtensatelliten. Dieser Wanderfeldröhren-Verstärker wird mit einer hohen konstanten Gleichspannung von z. B. 8 KV mit entsprechender Leistung betrieben.Solar generator 1 according to the above characteristic output DC voltage is a series two-point controller with capacitive storage is used. Only a switch 2 and a capacitor are of the series two-position controller 3 shown as capacitive storage. The solar generator 1 with the switch 2 in the longitudinal path is through a primary winding 4 of a transformer 5 completed «The secondary winding 6 is parallel to the capacitor 3; A diode 7 is connected between the secondary winding and the capacitor. In parallel with the capacitor 3 is a load 8, z. B. a traveling wave tube amplifier in a television broadcasting circuit of a communications satellite. This traveling wave tube amplifier comes with a high constant DC voltage of z. B. 8 KV operated with appropriate power.

Bei dieser Schaltungsanordnung sind Solargenerator und Schalter einerseits und kapazitiver Speicher sowie Last andererseits durch den Transformator entkoppelt. Das Übertragungsverhältnis des Transformators 5 und die Auslegung des Solargenerators 1 sind so abgestimmt, daß der Zweipunktregelung eine Nominalspannung von o,4 V einer Einzelzelle entsprechend Fig. 1 ergibt. Die Solargeneratorleistung wird entsprechend der Leistung Pq gemäß Fig. 1 zur Verfügung gestellt. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Solargenerator in den Kennlinienzuständen (5) bis ([2) diese Nominalleistung Pq zur Verfügung stellen kann.In this circuit arrangement are solar generator and Switch on the one hand and capacitive storage and load on the other hand decoupled by the transformer. That Transmission ratio of the transformer 5 and the design of the solar generator 1 are matched so that the two-point control results in a nominal voltage of 0.4 V of a single cell according to FIG. The solar generator power is made available in accordance with the power Pq according to FIG. From Fig. 1 is It can be seen that the solar generator has this nominal power Pq available in the characteristic curve states (5) to ([2) can put.

Der Schalter 2 des Serien-Zweipunktreglers wird geschlossen bzw. geöffnet, wenn die Spannung auf einen Minimalwert abfällt bzw. einen Maximalwert erreicht. Dieser Schaltbereich ist in Fig. 1 mit einem Doppelpfeil Δϋ bezeichnet. Der Schaltbereich Δϋ ist kleinSwitch 2 of the series two-position controller is closed or opened when the voltage drops to a minimum value or reaches a maximum value. This switching range is indicated in Fig. 1 with a double arrow Δϋ. The switching range Δϋ is small

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gewählt, so daß sich eine hohe Schaltfreguenz des Serien-Zweipunktreglers ergibt. Die Kapazität C des Kondensators 3 wird hinreichend groß gewählt, so daß der dynamische Innenwiderstand der angegebenen Schaltungsanordnung, d.h. insgesamt der Quellwiderstand der geregelten Gleichspannungsquelle klein gemacht wird.chosen so that a high switching frequency of the series two-position controller results. The capacitance C of the capacitor 3 is chosen to be sufficiently large so that the dynamic Internal resistance of the specified circuit arrangement, i.e. the total source resistance of the regulated DC voltage source is made small.

Die Funktion des Serien-Zweipunktreglers aus Schalter 2 mit entsprechender Ansteuerung und Kondensator 3 ist bekannt und braucht daher hier nicht näher beschrieben zu werden.The function of the series two-position controller from switch 2 with appropriate control and capacitor 3 is known and therefore does not need to be described in more detail here.

Wesentlich ist, daß der Transformator 5 zur Hochtransformierung bzw. umwandlung der Spannung in den Serien-Zweipunktregier integriert ist.It is essential that the transformer 5 for stepping up or converting the voltage in the series two-point controller is integrated.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Spannungsregelung eines Solargenerators und zur Hochtransformierung der abgegebenen Gleichspannung dargestellt. Für gleiche bzw. gleich wirkende Elemente sind hier die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet, denen jedoch ein Strich (') hinzugefügt ist.3 shows a further exemplary embodiment of a circuit arrangement for regulating the voltage of a solar generator and for stepping up the output DC voltage. For the same or the same Acting elements have the same reference numerals as in Fig. 1, but with a dash (') is added.

Die Endanschlüsse eines Solargenerators 1' sind einmal über einen Schalter 2y , mit einem Endanschluß einer Primärwicklung 4' eines Transformators 5' und zum anderen mit einer mittleren Anzapfung der Primärwicklung 4' verbunden. Parallel zu dem Schalter 2-, ι ist ein Schalter 221 vorgesehen, der mit dem anderen Endanschluß der Primärwicklung 4' verbunden ist. Die Endanschlüsse der Sekundärwicklung 61 sind mit gegenüberliegenden Anschlußpunkten einer Vierweg-Diodenschaltung 71 verbunden; die beiden anderen gegenüberliegenden Punkte dieser Vierweg-Gleichrichterschaltung 7' sind mit einem als kapazitivenThe end connections of a solar generator 1 'are connected, on the one hand, via a switch 2y , to one end connection of a primary winding 4' of a transformer 5 'and, on the other hand, to a central tap of the primary winding 4'. In parallel with the switch 2-, ι a switch 221 is provided which is connected to the other end connection of the primary winding 4 '. The end connections of the secondary winding 6 1 are connected to opposite connection points of a four-way diode circuit 7 1 ; the other two opposite points of this four-way rectifier circuit 7 'are labeled as capacitive

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Speicher dienenden Kondensator 3' verbunden. Parallel zu dem Kondensator liegt wiederum die Last 8'.Memory serving capacitor 3 'connected. Parallel the load 8 'is in turn connected to the capacitor.

Die beiden Schalter 2-j ι und 221 sowie der Kondensator bilden den Zweipunktregler, der ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel, jedoch mit Spannungsverdoppelung arbeitet.The two switches 2-j ι and 221 and the capacitor form the two-position controller, which is similar to the first embodiment, but with voltage doubling is working.

Auch bei dieser Schaltungsanordnung sind das übertragungsverhältnis des Transformators 5' und die Auslegung des Solargenerators T' so aufeinander abgestimmt, daß die in Fig. 1 gezeigte senkrechte Gerade bei 0,4 V Einzelzellenspannung der Spannungsregelung entspricht. Der Schaltbereich für die Spannung ist wiederum so eng gewählt, daß sich eine hohe Schaltfreguenz ergibt. Gemeinsam mit einer ausreichend groß gewählten Kapazität des Kondensators 3' ergibt sich wiederum ein niedriger Quellenwiderstand bzw. eine niedrige Quellimpedanz der für die Last 8' derart zur Verfügung gestellten Spannungsquelle. The transmission ratio is also in this circuit arrangement of the transformer 5 'and the design of the solar generator T' matched so that the vertical straight line shown in FIG. 1 corresponds to the voltage regulation at 0.4 V single cell voltage. The switching range for the voltage is again chosen so narrow that a high switching frequency results. Together if the capacitance of the capacitor 3 'is selected to be sufficiently large, a lower one results in turn Source resistance or a low source impedance of the voltage source made available in this way for the load 8 '.

Befindet sich der Solargenerator in einem Zustand entsprechend der Kennlinie(jp der Einzelzelle gemäß Fig. 1, so liegt der Punkt der NominalIeistung PQ direkt auf dieser Kennlinie. Am Kondensator 31 stellt sich dann ein symmetrischer Rechteckstrom aus direkt aneinander anschließenden Rechtecken ein. Wegen der hohen Kapazität C des Kondensators sind die Flanken steil, die Rechteckoberseiten sind kaum abgeschrägt. Befindet sich der Solargenerator 11 in einem Zustand gemäß den Kennlinien (o) bis ^2) und liefert daher eine überschußleistung, so wird der Strompulsbreiten moduliert. Die überschußleistung bleibt als Fehlanpassungsverlust im Solargenerator. The solar generator is in a state corresponding to the characteristic curve (jp of the single cell of Fig. 1, the point is the NominalIeistung P Q directly on this characteristic. On capacitor 3 1 then provides a symmetrical square wave current directly adjoining rectangles a. Because high capacity C of the capacitor are the flanks steep, the square tops are hardly chamfered. located at the solar generator 1 1 in a state in accordance with the characteristics (o) to ^ 2), and therefore provides a surplus power, the current pulse width is modulated. The excess power remains as a mismatch loss in the solar generator.

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Claims (4)

Schaltungsanordnung zur Spannungsregelung und Spannungswandlung, insbesondere eines Solargenerators 5Circuit arrangement for voltage regulation and voltage conversion, in particular of a solar generator 5 PatentansprücheClaims Schaltungsanordnung zur Spannungsregelung eines Generators mit zumindest teilweise stromprägender Kennlinie, insbesondere eines Solargenerators, zur Abgabe einer auf ein gewünschtes Niveau hochtransformierten Spannung an eine Last bei niedrigem Quellwiderstand bzw. niedriger Quellimpedanz, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Schaltungsanordnung einen Serien-Zweipunktregler (2, 3, 7) mit einem Schalter (2) im Längsweg und einem kapazitiven Speicher (3) im Querweg zwischen Generator (1) und Last (2) aufweist, dessen Arbeitspunkt (P0) im stromprägenäen Bereich der Genera-Circuit arrangement for voltage regulation of a generator with at least partially current-shaping characteristic, in particular a solar generator, for outputting a voltage that has been stepped up to a desired level to a load with a low source resistance or low source impedance, characterized in that the circuit arrangement includes a series two-point regulator (2 , 3, 7) with a switch (2) in the longitudinal path and a capacitive memory (3) in the transverse path between generator (1) and load (2), the operating point (P 0 ) of which is in the current-dominant area of the generator torkennlinie (φ bis ^)) gewählt ist, daß der Generatorgate characteristic (φ to ^)) is selected that the generator (1) mit dem Schalter (2) des Zweipunktreglers einerseits und der kapazitive Speicher (3) des Zweipunktreglers andererseits über einen Transformator (5) entkoppelt sind, der die Spannung des Generators auf das gewünschte Niveau transformiert, und daß die Kapazität (C) des kapazitiven Speichers (3) und die Schaltfreguenz des Zweipunktreglers so hoch gewählt sind, daß sich der gewünschte niedrige Quellwiderstand ergibt.(1) with the switch (2) of the two-position controller on the one hand and the capacitive memory (3) of the two-position controller on the other hand, are decoupled via a transformer (5), which adjusts the voltage of the generator to the desired level Level transformed, and that the capacity (C) of the capacitive memory (3) and the switching frequency of the Two-point regulator are chosen so high that the desired low source resistance results. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Transformator (51) und Serien-Zweipunktregler (21, 31, 71) als Gegentakt-Spannungsregler/-wandler ausgebildet sind, bei dem die Anschlüsse des Generators (11) über einen Schalter (2^t) mit einem Endanschluß der Primärwicklung (41) und mit2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the transformer (5 1 ) and series two-point regulator (2 1 , 3 1 , 7 1 ) are designed as push-pull voltage regulator / converter, in which the connections of the generator (1 1 ) via a switch (2 ^ t ) with one end connection of the primary winding (4 1 ) and with MBBMBB 2525th PatentabteilungPatent department 3403834038 94599459 einem Mittenanschluß der Primärwicklung (41) des Transformators (51) verbunden sind und bei dem ein zweiter Schalter {22 ■) ^es Zweipunktreglers parallel zu dem ersten Schalter (2..,) geschaltet ist und mit dem zweiten Endanschluß der Primärwicklung (41) des Transformators (51) verbunden ist.a center connection of the primary winding (4 1 ) of the transformer (5 1 ) are connected and in which a second switch {22 ■) ^ es two-point controller is connected in parallel to the first switch (2 ..,) and with the second end connection of the primary winding ( 4 1 ) of the transformer (5 1 ) is connected. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet., daß zwischen der Sekundärwicklung (6, 61) und dem kapazitiven Speicher (3, 3') eine Gleichrichterschaltung vorgesehen ist.3. Circuit arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that a rectifier circuit is provided between the secondary winding (6, 6 1 ) and the capacitive memory (3, 3 '). 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Endanschlüsse der Sekundärwicklung (6') des Transformators (5') mit zwei gegenüberliegenden Schaltungspunkten einer Vierweg-Gleichrichterschaltung (7') verbunden sind, und daß der kapazitive Speicher (31) mit den zwei anderen gegenüberliegenden Schaltungspunkten der Vierweg-Gleichrichterschaltung verbunden ist.4. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the end connections of the secondary winding (6 ') of the transformer (5') are connected to two opposite circuit points of a four-way rectifier circuit (7 '), and that the capacitive memory (3 1 ) with is connected to the other two opposite circuit points of the four-way rectifier circuit. 3535
DE19843403895 1984-02-04 1984-02-04 Circuit arrangement for voltage control and voltage conversion, particularly of a solar generator Granted DE3403895A1 (en)

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