JPH09154241A - Power supply unit for solar cell - Google Patents

Power supply unit for solar cell

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JPH09154241A
JPH09154241A JP7311030A JP31103095A JPH09154241A JP H09154241 A JPH09154241 A JP H09154241A JP 7311030 A JP7311030 A JP 7311030A JP 31103095 A JP31103095 A JP 31103095A JP H09154241 A JPH09154241 A JP H09154241A
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load
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power supply
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to judge solar array bus lock up by a monitor signal alone within the same apparatus by judging the state of main bus voltage by using the main bus current telemetry signal. SOLUTION: Reference power supply 15 multiplies the output ISA-TLM of a solar array current monitor with a multiplier 16 and calculates the power generated. Then, the output (VMB-TLM) of a bus voltage monitor 12 and the output IBM-TLM of a load current monitor 10 are multiplied by a multiplier 17 to calculate the load power. Outputs of multipliers 16 and 17 are judged by a comparator 18 and if power generated is large, then output, 1 is output; if the load power is great, then 0 is output. VMB-TLM is judged by a comparator 19, and 1 is output if it is satisfactory and 0 if not satisfactory. Outputs of comparators 18 and 1 are judged by an AND circuit 21, and a load power relieving signal is output from the AND circuit 21 if bus voltage is not a stabilized voltage of normal insulation nevertheless the power generated is larger than tone load power.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば日照時
に太陽電池からシャント装置によって負荷に電力を供給
し、日陰時に蓄電池の放電により負荷に電力を供給する
人工衛星等の太陽電池電源系において、日照時に太陽電
池電源系の電圧が蓄電池電圧に固定され、かつ太陽電池
の発生電力だけで負荷に給電できるにもかかわらず、蓄
電池からも長期にわたり放電される状態に陥ったことを
判定するソーラアレイバスロックアップ判定装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell power supply system such as an artificial satellite for supplying power to a load from a solar cell by a shunt device during sunshine, and supplying power to the load by discharging a storage battery during shade. A solar array bus that sometimes determines that the voltage of the solar battery power system is fixed to the battery voltage and that the load can be supplied only by the power generated by the solar battery, but that the battery is also discharged for a long period of time. The present invention relates to a lockup determination device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来の太陽電池電源装置の構成図
であり、1は太陽電池、2は蓄電池、3はアノードが上
記太陽電池1の出力端に接続され、そのカソードが電源
バスを構成するブロッキング・ダイオード、4は上記ブ
ロッキング・ダイオード3のアノードとリターンライン
(以下、単にRTNという)間に上記太陽電池1と並列
に接続され、上記太陽電池1で発生した余剰電力を消費
するシャント装置、5はカソードが上記電源バスに接続
された放電ダイオード、6は上記電源バスに上記放電ダ
イオード5と並列に接続されて、日照時に上記蓄電池2
を充電する充電器、7は上記電源バスとRTN間に接続
されたキャパシタバンク、8は上記電源バスとRTN間
に接続された負荷、9は上記ブロッキング・ダイオード
3より上記電源バスに流入する電流値を検出し、テレメ
トリ信号ISA−TLMに変換して送出するソーラアレ
イ電流モニタ、10は上記電源バスより上記負荷8に流
入する電流値を検出し、テレメトリ信号IMB−TLM
に変換して送出する負荷電流モニタ、11は上記放電ダ
イオード5と上記蓄電池2の間に接続され、上記蓄電池
2の充放電電流値を検出し、テレメトリ信号ID/C−
TLMに変換して送出する充放電電流モニタ、12は上
記キャパシタバンク7の電圧を検出し、テレメトリ信号
VMB−TLMに変換して送出するバス電圧モニタ、1
3は上記ソーラアレイ電流モニタ9と上記充放電電流モ
ニタ11と上記バス電圧モニタ12の出力信号を演算
し、ソーアラレイバスロックアップ状態を検出して、負
荷に対し電力軽減信号を送出するソーラアレイバスロッ
クアップ判定装置、14は加算器、15は標準電源、1
6は第1の乗算器、17は第2の乗算器、18は比較器
である。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a block diagram of a conventional solar battery power supply device, in which 1 is a solar battery, 2 is a storage battery, 3 is an anode connected to the output end of the solar battery 1, and its cathode is a power supply bus. The constituting blocking diodes 4 are connected in parallel with the solar cell 1 between the anode of the blocking diode 3 and a return line (hereinafter, simply referred to as RTN), and a shunt that consumes the surplus electric power generated in the solar cell 1. A device 5 is a discharge diode whose cathode is connected to the power supply bus, and 6 is a parallel connection to the discharge diode 5 on the power supply bus.
A charger for charging the battery, 7 a capacitor bank connected between the power bus and RTN, 8 a load connected between the power bus and RTN, 9 a current flowing from the blocking diode 3 into the power bus A solar array current monitor 10 which detects a value, converts it into a telemetry signal ISA-TLM, and sends it out. A solar array current monitor 10 detects a current value flowing into the load 8 from the power supply bus, and a telemetry signal IMB-TLM.
A load current monitor 11, which converts and outputs the current, is connected between the discharge diode 5 and the storage battery 2 to detect a charge / discharge current value of the storage battery 2, and a telemetry signal ID / C-
A charge / discharge current monitor for converting into a TLM and sending the same, a reference numeral 12 for detecting a voltage of the capacitor bank 7, and a bus voltage monitor for converting into a telemetry signal VMB-TLM and sending it out, 1
A solar array bus 3 calculates output signals of the solar array current monitor 9, the charge / discharge current monitor 11, and the bus voltage monitor 12, detects a solar array bus lockup state, and sends a power reduction signal to a load. Lockup determination device, 14 adder, 15 standard power supply, 1
6 is a first multiplier, 17 is a second multiplier, and 18 is a comparator.

【0003】日照時、上記太陽電池1で発生した電力
は、上記ブロッキング・ダイオード3を介して上記負荷
8に供給される。上記負荷8での消費電力を上回る上記
太陽電池1で発生した電力は、その一部は上記充電器6
を介して上記蓄電池2に充電電力として供給され、さら
に余剰がある場合は上記シャント装置4で消費される。
このとき、上記キャパシタバンク7の電圧(以下「バス
電圧」という)はVSSUという値に安定化される。一
般に、日照時のバス電圧VSSUは上記蓄電池2の電圧
VBATよりも高く選定される。
During sunlight, the electric power generated by the solar cell 1 is supplied to the load 8 via the blocking diode 3. Part of the electric power generated by the solar cell 1 that exceeds the power consumption of the load 8 is the charger 6
Is supplied as charging power to the storage battery 2 via the battery and is consumed by the shunt device 4 when there is a surplus.
At this time, the voltage of the capacitor bank 7 (hereinafter referred to as “bus voltage”) is stabilized to a value of VSSU. Generally, the bus voltage VSSU during sunshine is selected to be higher than the voltage VBAT of the storage battery 2.

【0004】図5に上記太陽電池1の発生電力に対する
上記負荷8で消費する負荷電力との関係を示す。上記太
陽電池1の発生電力は、図5のIS−VS曲線で表され
る。一方、上記負荷8は、一般に内部にDC/DCコン
バータを内蔵してバス電圧を適当な定電圧に変換して電
力を消費するため、定電力負荷として扱われる。したが
って、バス電圧と負荷電流の関係は図5のP−P’で表
される曲線となる。上述したように、上記シャント装置
4はバス電圧をVSSUに安定化するよう上記太陽電池
1で発生した余剰電力を消費するので、電力動作点は図
5のM−M’とP−P’の交点Aとなる。
FIG. 5 shows the relationship between the power generated by the solar cell 1 and the load power consumed by the load 8. The generated power of the solar cell 1 is represented by the IS-VS curve in FIG. On the other hand, the load 8 is generally treated as a constant power load because a DC / DC converter is built in the inside and the bus voltage is converted into an appropriate constant voltage to consume power. Therefore, the relationship between the bus voltage and the load current is a curve represented by P-P 'in FIG. As described above, since the shunt device 4 consumes the surplus power generated in the solar cell 1 so as to stabilize the bus voltage at VSSU, the power operating point is MM ′ and PP ′ in FIG. It becomes intersection A.

【0005】一方、日陰時は上記太陽電池1での発生電
力が得られないため、上記蓄電池2の放電により上記放
電ダイオード5を介して負荷8に給電する。この時、バ
ス電圧は上記蓄電池2の放電電圧に依存した電圧VBA
Tとなる。
On the other hand, since the power generated by the solar cell 1 cannot be obtained in the shade, the storage battery 2 is discharged to supply the load 8 through the discharge diode 5. At this time, the bus voltage is the voltage VBA depending on the discharge voltage of the storage battery 2.
It becomes T.

【0006】また、電源系の動作状態監視のため、上記
ソーラアレイ電流モニタ9、負荷電流モニタ10、充放
電電流モニタ11およびバス電圧モニタ12が各部の状
態を検知し、テレメトリ信号に変換して地上局へ送出す
る。
In order to monitor the operating state of the power supply system, the solar array current monitor 9, the load current monitor 10, the charge / discharge current monitor 11 and the bus voltage monitor 12 detect the state of each part and convert it into a telemetry signal to convert it to ground. Send to the station.

【0007】ここで、日照時において負荷電力が変動し
た場合の電力動作点の遷移を図6に示す。図6におい
て、IS−VS曲線は上記太陽電池1の発生電流−電圧
特性、VBATは上記蓄電池2が放電しているときのバ
ス電圧、VSSUは上記シャント装置4による上記太陽
電池1の余剰電力制御で、安定化されたバス電圧の値で
ある。
FIG. 6 shows the transition of the power operating point when the load power fluctuates during daylight. In FIG. 6, an IS-VS curve is a generated current-voltage characteristic of the solar cell 1, VBAT is a bus voltage when the storage battery 2 is discharging, and VSSU is surplus power control of the solar cell 1 by the shunt device 4. And is the stabilized bus voltage value.

【0008】今、負荷8の消費電力がP1で、動作点が
A点であるとき、負荷8による消費電力が変動した場合
を考える。負荷8の消費電力がVSSU×ISを越えな
い範囲で変動するときは、電力動作点は図5の直線M−
M’上にある。しかし、負荷8の消費電力がVSSU×
ISを越えてP1からP2に増加した場合、太陽電池1
の発生電力を上回るため、蓄電池2の放電により不足電
力分を補完する動作となり、電力動作点はA→M→Bと
移動する。
Now, consider a case where the power consumption of the load 8 fluctuates when the power consumption of the load 8 is P1 and the operating point is the point A. When the power consumption of the load 8 fluctuates within a range not exceeding VSSU × IS, the power operating point is the straight line M- in FIG.
It is on M '. However, the power consumption of the load 8 is VSSU ×
When P1 is increased to P2 beyond IS, solar cell 1
Since the generated power is exceeded, the storage battery 2 is discharged to compensate for the insufficient power, and the power operating point moves from A to M to B.

【0009】一旦、B点に電力動作点が移動すると、そ
の後直ちに負荷8の消費電力がP1に戻ったとしても、
電力動作点はA点に復帰できず、C点に移動するだけで
太陽電池1に負荷電力をすべてまかなうだけの発生電力
があるにもかかわらず、バス電圧は蓄電池2の放電電圧
に固定されて、蓄電池2からの放電が回避できないとい
うソーラアレイバスロックアップ現象が生じる。
Once the power operating point moves to point B, even if the power consumption of the load 8 returns to P1 immediately thereafter,
The power operating point cannot be returned to the point A, and the bus voltage is fixed to the discharge voltage of the storage battery 2 even though the solar cell 1 has enough generated power to cover all the load power simply by moving to the point C. A solar array bus lockup phenomenon occurs in which discharge from the storage battery 2 cannot be avoided.

【0010】そこで、ソーラアレイバスロックアップ判
定装置により、上記負荷電流モニタ10、充放電電流モ
ニタ11、バス電圧モニタ12の各テレメトリモニタを
用いて、上述のソーラアレイバスロックアップ状態を検
出し、一時的に負荷電力を図6のP3以下に軽減するた
めの制御信号を負荷8に送出する。ここで、ソーラアレ
イ電流モニタ9のテレメトリISA−TLMを工学変換
した値をISA、負荷電流モニタ10のテレメトリIM
B−TLMを工学変換した値をIMB、バス電圧モニタ
12のテレメトリVMB−TLMを工学変換した値をV
MB、日照時のシャント装置4による安定化バス電圧値
をVSSUとしたとき、太陽電池1の有効発生電力およ
び負荷電力を上述の値を用いて計算し、次式が成立した
場合に負荷8に対し負荷電力軽減信号を送出する。
Therefore, the solar array bus lockup determination device detects the above-mentioned solar array bus lockup state by using each of the load current monitor 10, charge / discharge current monitor 11, and bus voltage monitor 12 telemetry monitors. A control signal for temporarily reducing the load power to P3 or less in FIG. 6 is sent to the load 8. Here, a value obtained by performing engineering conversion of the telemetry ISA-TLM of the solar array current monitor 9 is ISA, and the value of the load current monitor 10 is telemetry IM.
A value obtained by performing engineering conversion of B-TLM is IMB, and a value obtained by performing engineering conversion of telemetry VMB-TLM of bus voltage monitor 12 is VMB.
MB, when the stabilized bus voltage value by the shunt device 4 at the time of sunshine is VSSU, the effective generated power and load power of the solar cell 1 are calculated using the above-mentioned values, and the load 8 is applied when the following formula is satisfied. The load power reduction signal is sent.

【0011】[0011]

【数1】 (Equation 1)

【0012】つまり、電力動作点がC→D→Eと変化
し、バス電圧は日照時の安定化電圧VSSUに復帰でき
る。再び、負荷電力をP1に再設定すれば定常時の電力
動作点Aに戻るのは明らかである。以下、ソーラアレイ
バスロックアップ判定装置13におけるソーラアレイバ
スロックアップの判定方法について詳細に示す。
That is, the power operating point changes from C to D to E, and the bus voltage can be restored to the stabilized voltage VSSU during sunshine. It is clear that if the load power is reset to P1 again, it will return to the power operating point A in the steady state. Hereinafter, the method for determining the solar array bus lockup in the solar array bus lockup determination device 13 will be described in detail.

【0013】上記第1の乗算器16は、上記ソーラアレ
イ電流モニタ9のテレメトリ出力端子と上記基準電源1
5の出力端子に接続され、上記ソーラアレイ電流モニタ
9のテレメトリISA−TLMと上記基準電源15の出
力VREFを乗算した出力PSを上記比較器17へ送出
する。
The first multiplier 16 has a telemetry output terminal of the solar array current monitor 9 and the reference power source 1.
The output PS of the solar array current monitor 9 multiplied by the telemetry ISA-TLM of the solar array current monitor 9 and the output VREF of the reference power supply 15 is sent to the comparator 17.

【0014】上記加算器14は、上記ソーラアレイ電流
モニタ9のテレメトリ出力端子と上記充放電電流モニタ
11のテレメトリ出力端子に接続され、ソーラアレイ電
流モニタ9のテレメトリISA−TLMと充放電電流モ
ニタ11のテレメトリID/C−TLMとを加算した結
果(ISA−TLM+ID/C−TLM)を上記第2の
乗算器17へ送出する。上記第2の乗算器17は、上記
加算器14の出力端子と上記バス電圧モニタ12のテレ
メトリ出力端子に接続され、上記加算器14の出力(I
SA−TLM+ID/C−TLM)とバス電圧モニタ1
2の出力VBUS−TLMを乗算し、上記比較器18へ
送出する。
The adder 14 is connected to the telemetry output terminal of the solar array current monitor 9 and the telemetry output terminal of the charging / discharging current monitor 11, and the telemetry ISA-TLM of the solar array current monitor 9 and the telemetry of the charging / discharging current monitor 11 are connected. The result of addition of ID / C-TLM (ISA-TLM + ID / C-TLM) is sent to the second multiplier 17. The second multiplier 17 is connected to the output terminal of the adder 14 and the telemetry output terminal of the bus voltage monitor 12, and the output of the adder 14 (I
SA-TLM + ID / C-TLM) and bus voltage monitor 1
The output VBUS-TLM of 2 is multiplied and the result is sent to the comparator 18.

【0015】上記比較器18は、上記第1の乗算器16
の出力PSと上記第2の乗算器17の出力PLとを比較
し次式を満足した場合、上記負荷8へ負荷電力軽減信号
を出力する。
The comparator 18 is the first multiplier 16
Output PS and output PL of the second multiplier 17 are compared, and if the following expression is satisfied, a load power reduction signal is output to the load 8.

【0016】[0016]

【数2】 (Equation 2)

【0017】上記第1の乗算器16、上記加算器18お
よび第2の乗算器17への入力信号VREF、ISA−
TLM、ID/C−TLM、VBUS−TLMは、実際
のシャント装置4による安定化バス電圧VSSU、ソー
ラアレイ電流ISA、蓄電池2の放電電流ID、バス電
圧VBUSとの間には、以下の関係が成立している。
Input signals VREF, ISA− to the first multiplier 16, the adder 18, and the second multiplier 17 are input.
TLM, ID / C-TLM, and VBUS-TLM have the following relationships between the stabilized bus voltage VSSU, the solar array current ISA, the discharge current ID of the storage battery 2, and the bus voltage VBUS that are actually obtained by the shunt device 4. doing.

【0018】[0018]

【数3】 (Equation 3)

【0019】[0019]

【数4】 (Equation 4)

【0020】[0020]

【数5】 (Equation 5)

【0021】[0021]

【数6】 (Equation 6)

【0022】数3から数6において、K1およびK2は
実際の電流レベルあるいは電圧レベルをテレメトリに変
換する場合の定変換系数である。また、上記基準電源1
5の出力VREFは、数6が満足するように設定され
る。上記比較器18への入力信号PSおよびPLは数3
から数6を用いて、
In Expressions 3 to 6, K1 and K2 are constant conversion coefficients for converting the actual current level or voltage level into telemetry. In addition, the reference power source 1
The output VREF of 5 is set so that the equation 6 is satisfied. The input signals PS and PL to the comparator 18 are expressed by Equation 3
From Equation 6

【0023】[0023]

【数7】 (Equation 7)

【0024】[0024]

【数8】 で与えられる。(Equation 8) Given by

【0025】数8において、(ISA+ID)は、実際
のソーラアレイ電流に蓄電池2の放電電流を加えたもの
であるから、ソーラアレイバスロックアップ状態では、
バスから負荷8へ流入する実際の負荷電流ILに等し
い。すなわち、ソーラアレイバスロックアップ時におい
て、PSは太陽電池1の有効発生電力相当値、PLは負
荷8の負荷電力相当値を示している。よって、上記を考
慮して、数7および数8を数2に代入すると、数1を得
るが数1はソーラアレイバスロックアップの判定条件に
ほかならない。
In Equation 8, (ISA + ID) is the actual solar array current plus the discharge current of the storage battery 2, so that in the solar array bus lockup state,
It is equal to the actual load current IL flowing from the bus into the load 8. That is, at the time of lockup of the solar array bus, PS indicates a value corresponding to the effective generated power of the solar cell 1, and PL indicates a value corresponding to the load power of the load 8. Therefore, by substituting the equations 7 and 8 into the equation 2 in consideration of the above, the equation 1 is obtained, but the equation 1 is nothing but the determination condition of the solar array bus lockup.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】静止衛星における太陽
電池電源装置は、その軌道要素により充電時間が長く確
保できるため、充電器を小さくすることができる。した
がって、従来の技術で説明したように上記ソーラアレイ
電流、メインバス電圧、充放電電流の各モニタが同一機
器内に具備されているのが普通である。一方、周回軌道
衛星における太陽電池電源装置では、充電時間が静止衛
星に比べて極端に短いため、高速充電を強いられてい
る。その結果、充電電力が増大し、物理的、熱的に充電
器を静止衛星のように同一機器におさめることが難しい
ため、一般に機器を分けるのが主流である。このため、
静止衛星のように同一機器内で信号処理することが難し
くなるケースが多く、上述の充放電電流テレメトリID
/C−TLMだけが別機器からのモニタ信号となるた
め、インタフェースが複雑になることに加え、その性能
を単独の機器で評価できなくなるという課題があった。
また、乗算器をディジタルICで構成しているため、回
路構成が複雑で、演算処理能力で非常に有効である反
面、重量増あるいはコスト増の要因となることがしばし
ばあった。
Since the solar cell power supply device in the geostationary satellite can secure a long charging time by its orbital element, the charger can be made small. Therefore, as described in the prior art, it is usual that the above solar array current, main bus voltage, and charge / discharge current monitors are provided in the same device. On the other hand, the solar battery power supply device in an orbiting satellite is required to be charged at a high speed because the charging time is extremely shorter than that of a geostationary satellite. As a result, the charging power increases and it is difficult to physically and thermally store the chargers in the same device like a geostationary satellite. Therefore, the devices are generally separated. For this reason,
In many cases, it is difficult to perform signal processing within the same device like a geostationary satellite, and the charge / discharge current telemetry ID described above is used.
Since only / C-TLM is a monitor signal from another device, there is a problem that the interface becomes complicated and the performance cannot be evaluated by a single device.
Further, since the multiplier is composed of a digital IC, the circuit structure is complicated and the arithmetic processing capability is very effective, but it often causes increase in weight or cost.

【0027】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたもので、周回衛星用太陽電池電源装置において
も、他機器とインタフェースを持つことなく、同一機器
内のモニタ信号だけでソーラアレイバスロックアップの
判定を行うことを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and even in a solar cell power supply device for an orbiting satellite, a solar array bus lockup is performed only by a monitor signal in the same device without having an interface with other devices. The purpose is to determine.

【0028】また、この発明は、従来比較的高額なディ
ジタルICを使用し、複雑な回路構成となる乗算器を2
個使用して構成していたが、軽量化およびコスト低減の
ために乗算器1個でソーラアレイバスロックアップ状態
を判定し、負荷電力軽減信号を出力できるソーラアレイ
バスロックアップ判定装置を得ることを目的とする。
Further, according to the present invention, a multiplier having a complicated circuit structure is conventionally used, which uses a relatively expensive digital IC.
Although it was configured using a single unit, in order to reduce the weight and reduce the cost, a solar array bus lockup determination device capable of determining the solar array bus lockup state with a single multiplier and outputting a load power reduction signal can be obtained. With the goal.

【0029】さらに、この発明はさらなる軽量化および
コスト低減のために高額なディジタルICを使用せず、
パルス幅制御用ICを用いて乗算器を搭載したソーラア
レイバスロックアップ判定装置を得ることを目的とす
る。
Further, the present invention does not use an expensive digital IC for further weight reduction and cost reduction,
An object of the present invention is to obtain a solar array bus lockup determination device equipped with a multiplier by using a pulse width control IC.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】この発明の実施の形態1
にかかわるソーラアレイバスロックアップ判定装置は、
充放電電流テレメトリのかわりにメインバス電流テレメ
トリ信号を用い、メインバス電圧の状態を判定する比較
器を設けたものである。
Embodiment 1 of the present invention
The solar array bus lockup determination device involved in
A comparator for determining the state of the main bus voltage by using the main bus current telemetry signal instead of the charge / discharge current telemetry is provided.

【0031】また、この発明の実施の形態2にかかわる
ソーラアレイバスロックアップ判定装置は、ソーラアレ
イ電流の状態を判定する比較器を設けることで、1つの
乗算器で判定できるよう構成したものである。
Further, the solar array bus lockup determination device according to the second embodiment of the present invention is configured so that a single multiplier can determine by providing a comparator for determining the state of the solar array current. .

【0032】また、この発明の実施の形態3にかかわる
ソーラアレイバスロックアップ判定装置は、上記第1の
発明あるいは第2の発明における乗算器をスイッチング
レギュレータ用制御ICであるパルス幅制御IC(PW
M−IC)で構成したものである。
In the solar array bus lockup determination device according to the third embodiment of the present invention, the multiplier in the first invention or the second invention is a pulse width control IC (PW) which is a switching regulator control IC.
(M-IC).

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1を示す実
施例で、1〜13は従来の太陽電池電源装置と全く同一
である。15は第1の基準電源、16は第1の乗算器、
17は第2の乗算器、18は第1の比較器、19は第2
の比較器、20は第2の基準電源、21はAND回路で
ある。以下、ソーラアレイロックアップ判定装置につい
て説明する。
Embodiment 1 FIG. 1 is an example showing the first embodiment of the present invention, in which 1 to 13 are exactly the same as the conventional solar cell power supply device. 15 is a first reference power source, 16 is a first multiplier,
17 is a second multiplier, 18 is a first comparator, 19 is a second
Is a second reference power source, and 21 is an AND circuit. The solar array lockup determination device will be described below.

【0034】第1の基準電源15は数1におけるVSS
Uすなわち日照時における安定化されたバス電圧約50
VをISA−TLMの信号レベルに合わせてレベル変換
した信号で、これとソーラアレイ電流モニタ9の出力で
あるISA−TLMを第1の乗算器16で乗算する。こ
れにより、数1の左項すなわち発生電力が計算される。
次に、バス電圧モニタ12の出力VMB−TLMと負荷
電流モニタ10の出力IMB−TLMとを第2の乗算器
17で乗算する。これにより、数1の右項すなわち負荷
電力が計算される。上記第1の乗算器16の出力と第2
の乗算器17の出力を第1の比較器でその大小関係を判
定し、発生電力が大きい場合はその出力が“1”とな
り、負荷電力が大きい場合は“0”が出力される。
The first reference power supply 15 is VSS in the equation 1.
U, ie about 50 stabilized bus voltage during daylight
The first multiplier 16 multiplies V by a signal whose level is converted according to the signal level of the ISA-TLM and the ISA-TLM output from the solar array current monitor 9. As a result, the left term of Equation 1, that is, the generated power is calculated.
Next, the output VMB-TLM of the bus voltage monitor 12 and the output IMB-TLM of the load current monitor 10 are multiplied by the second multiplier 17. As a result, the right term of Equation 1, that is, the load power is calculated. The output of the first multiplier 16 and the second
The output of the multiplier 17 is determined by the first comparator for the magnitude relation, and the output is "1" when the generated power is large, and "0" is output when the load power is large.

【0035】一方、バス電圧モニタ12の出力VMB−
TLMは数9が満足しているかを第2の比較器19で判
定し、満足している場合に“1”を出力し、満足してい
ない場合は“0”を出力する。上記第1の比較器18の
出力と第2の比較器19の出力をAND回路21で判定
し、AND回路21の2つの入力信号がいずれも“1”
すなわち発生電力が負荷電力よりも大きいにもかかわら
ず、バス電圧が日照時の安定化電圧でない場合にAND
回路21から負荷電力軽減信号が出力される。
On the other hand, the output VMB- of the bus voltage monitor 12
The second comparator 19 determines whether the TLM satisfies the equation 9, and outputs "1" when the equation is satisfied, and outputs "0" when the equation is not satisfied. The output of the first comparator 18 and the output of the second comparator 19 are determined by the AND circuit 21, and the two input signals of the AND circuit 21 are both "1".
In other words, if the bus voltage is not the regulated voltage during sunshine, even though the generated power is greater than the load power, AND
A load power reduction signal is output from the circuit 21.

【0036】[0036]

【数9】 (Equation 9)

【0037】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2を示す実施例で、1〜13は従来の太陽電池電源装
置と全く同一である。15は基準電源、17は乗算器、
18は第1の比較器、19は第2の比較器、21はAN
D回路、22は定数Kである。以下、ソーラアレイロッ
クアップ判定装置について説明する。
Embodiment 2 FIG. 2 is an example showing the second embodiment of the present invention, in which 1 to 13 are exactly the same as the conventional solar cell power supply device. 15 is a reference power source, 17 is a multiplier,
18 is a first comparator, 19 is a second comparator, 21 is an AN
The D circuit, 22 is a constant K. The solar array lockup determination device will be described below.

【0038】メインバス電圧モニタ12の出力VMB−
TLMと負荷電流モニタ10の出力IMB−TLMを乗
算器17により演算し、数1の右辺である負荷電力を求
める。ここで、数1を数10のように変形する。
Output VMB- of main bus voltage monitor 12
The TLM and the output IMB-TLM of the load current monitor 10 are calculated by the multiplier 17 to obtain the load power, which is the right side of Expression 1. Here, Equation 1 is transformed into Equation 10.

【0039】[0039]

【数10】 (Equation 10)

【0040】つまり、ISA−TLMは負荷電力をVS
SUで除算したものにほかならない。そこで、VSSU
を日照時の安定化バス電圧50Vと仮定し、“50”で
除算すなわち定数K18を0.02倍として電圧変換し
ておく。この出力とソーラアレイ電流モニタ9の出力I
SA−TLMとを第1の比較器18で比較することで、
等価的に数1の大小関係が比較できる。数10が成立し
ている場合は比較器18の出力は“1”となり、不成立
の場合は“0”が出力される。
That is, the ISA-TLM transfers the load power to VS.
It is none other than what is divided by SU. So VSSU
Is assumed to be a stabilized bus voltage of 50 V during sunshine, and is divided by "50", that is, the constant K18 is 0.02 times, and voltage conversion is performed. This output and the output I of the solar array current monitor 9
By comparing the SA-TLM with the first comparator 18,
Equivalently, the magnitude relationship of Equation 1 can be compared. The output of the comparator 18 is "1" when the expression 10 is satisfied, and "0" is output when the expression 10 is not satisfied.

【0041】一方、バス電圧モニタ12の出力VMB−
TLMが数9を満足しているかを第2の比較器19で判
定し、満足している場合には“1”を出力し、満足して
いない場合は“0”を出力する。上記第1の比較器18
の出力と第2の比較器19の出力をAND回路21で判
定し、AND回路21の2つの入力信号がいずれも
“1”すなわち発生電力が負荷電力よりも大きいにもか
かわらず、バス電圧が日照時の安定化電圧でない場合に
AND回路21から負荷電力軽減信号が出力される。
On the other hand, the output VMB- of the bus voltage monitor 12
The second comparator 19 determines whether the TLM satisfies Expression 9, and if it is satisfied, outputs "1", and if not satisfied, outputs "0". The first comparator 18
Output of the second comparator 19 is determined by the AND circuit 21, and the two input signals of the AND circuit 21 are both "1", that is, the generated power is larger than the load power, the bus voltage is When the voltage is not the stabilized voltage during sunshine, the AND circuit 21 outputs a load power reduction signal.

【0042】実施の形態3.図3はこの発明の実施の形
態3を示す実施例で、23はパルス幅制御回路、24は
スイッチング素子、25は平滑回路である。負荷電流モ
ニタ10の出力IMB−TLM電圧は、パルス幅制御回
路23で時比率変換される。その特性は図7に示すよう
に入力電圧と三角波の比較により、IMB−TLM電圧
が三角波より高い領域でスイッチング素子24のON状
態となり、平滑回路25にバス電圧モニタ回路の出力V
MB−TLM電圧が印加され、また三角波より低い領域
ではスイッチング素子がOFF状態となり、平滑回路2
2にVMB−TLM電圧が印加されないよう制御され
る。このON期間とOFF期間の比率により、等価的に
数1の右辺すなわち負荷電力の演算ができ、平滑回路に
て平均化する電圧を調整することで負荷電力値を電圧変
換した形で取り出すことができる。これにより、上記第
1の発明あるいは第2の発明とまったく同一のソーラア
レイロックアップ状態の判定が可能である。
Embodiment 3. 3 is an example showing the third embodiment of the present invention, in which 23 is a pulse width control circuit, 24 is a switching element, and 25 is a smoothing circuit. The output IMB-TLM voltage of the load current monitor 10 is duty ratio converted by the pulse width control circuit 23. As shown in FIG. 7, by comparing the input voltage and the triangular wave, the characteristic is that the switching element 24 is in the ON state in the region where the IMB-TLM voltage is higher than the triangular wave, and the smoothing circuit 25 outputs the output V of the bus voltage monitor circuit.
The MB-TLM voltage is applied, and in a region lower than the triangular wave, the switching element is turned off, and the smoothing circuit 2
The voltage is controlled so that the VMB-TLM voltage is not applied to 2. Based on the ratio of the ON period and the OFF period, the right side of Equation 1 can be equivalently calculated, that is, the load power can be calculated, and the load power value can be extracted in the form of voltage conversion by adjusting the voltage to be averaged by the smoothing circuit. it can. As a result, it is possible to determine the solar array lockup state exactly the same as in the first invention or the second invention.

【0043】[0043]

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、周回衛星においては同一機器内のモニタ信
号のみでソーラアレイバスロックアップ判定が行えるた
め、他機器とのインタフェースが不要となり、誤配線の
防止、軽量化に寄与できるとともに、配線が短くなるこ
とから誤動作等の防止にもつながるという効果がある。
Since the present invention is configured as described above, in the orbiting satellite, the solar array bus lockup determination can be performed only by the monitor signal in the same device, so that the interface with other devices becomes unnecessary, This can contribute to prevention of erroneous wiring and weight reduction, and also has the effect of preventing malfunction due to shortened wiring.

【0044】また、この発明は乗算器を2個から1個に
削減することで、低コスト化・軽量化が達成できる。
Further, the present invention can reduce the cost and the weight by reducing the number of multipliers from two to one.

【0045】さらに、この発明は乗算器をパルス幅制御
用ICを用いた乗算回路で置き換えることで、さらなる
低コスト化・軽量化が達成できる。
Furthermore, the present invention can achieve further cost reduction and weight reduction by replacing the multiplier with a multiplication circuit using a pulse width control IC.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明による太陽電池電源装置の実施の形
態1を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a solar cell power supply device according to the present invention.

【図2】 この発明による太陽電池電源装置の実施の形
態2を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of a solar cell power supply device according to the present invention.

【図3】 この発明による太陽電池電源装置の実施の形
態3を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing Embodiment 3 of the solar cell power supply device according to the present invention.

【図4】 従来の太陽電池電源装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional solar cell power supply device.

【図5】 従来の太陽電池電源装置における発生電力に
対する負荷電力との関係を表す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between load power and generated power in a conventional solar cell power supply device.

【図6】 ソーラアレイバスロックアップの発生とその
回避における電力動作点の推移を表す図である。
FIG. 6 is a diagram showing transition of a power operating point in the occurrence and avoidance of a solar array bus lockup.

【図7】 この発明にかかわる乗算器の三角波とメイン
バス電流テレメトリ信号との関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a triangular wave of a multiplier according to the present invention and a main bus current telemetry signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 太陽電池、2 蓄電池、3 ブロッキング・ダイオ
ード、4 シャント装置、5 放電ダイオード、6 充
電器、7 キャパシタバンク、8 負荷、9ソーラアレ
イ電流モニタ、10 負荷電流モニタ、11 充放電電
流モニタ、12 バス電圧モニタ、13 ソーラアレイ
バスロックアップ判定装置、14 加算器、15 第1
の基準電源、16 第1の乗算器、17 第2の乗算
器、18第1の比較器、19 第1の比較器、20 第
1の基準電源、21 AND回路、22 定数K、23
パルス幅制御用IC、24 スイッチング素子、25
平滑回路。
1 solar cell, 2 storage battery, 3 blocking diode, 4 shunt device, 5 discharge diode, 6 charger, 7 capacitor bank, 8 load, 9 solar array current monitor, 10 load current monitor, 11 charge / discharge current monitor, 12 bus voltage Monitor, 13 solar array bus lockup determination device, 14 adder, 15 1st
Reference power source, 16 first multiplier, 17 second multiplier, 18 first comparator, 19 first comparator, 20 first reference power source, 21 AND circuit, 22 constant K, 23
Pulse width control IC, 24 switching element, 25
Smoothing circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 太陽電池と、この太陽電池の出力端子と
リターンライン間に並列に接続されたシャント装置と、
上記太陽電池の出力端子にアノードが接続された第1の
ダイオードと、このダイオードのカソードに直列に接続
されてその出力端が電源バスを構成するソーラアレイ電
流モニタと、上記電源バスとリターンライン間に直列接
続されたn(nは2以上)個の充電器、充放電電流モニ
タおよび蓄電池と、上記電源バスにカソードが接続され
上記充電器と並列に接続されたn(nは2以上)個の放
電用ダイオードと、上記電源バスとリターンライン間に
並列に接続されたバス電圧モニタおよびバスキャパシタ
と、上記電源バスとリターンライン間に直列に接続され
た負荷電流モニタと、上記バス電圧モニタの出力信号、
上記負荷電流モニタの出力信号および上記ソーラアレイ
電流モニタの出力信号のみを用い、上記充放電電流モニ
タの出力信号を用いることなく、2つの乗算器の演算に
より太陽電池電源系のソーラアレイバスロックアップ状
態を検出し、負荷に対し負荷軽減のための制御信号を送
出できるソーラアレイバスロックアップ判定装置を具備
していることを特徴とする太陽電池電源装置。
1. A solar cell, and a shunt device connected in parallel between an output terminal and a return line of the solar cell,
Between the first diode whose anode is connected to the output terminal of the solar cell, the solar array current monitor whose output end is connected to the cathode of this diode to form a power supply bus, and between the power supply bus and the return line N (n is 2 or more) chargers, charge / discharge current monitors and storage batteries connected in series, and n (n is 2 or more) chargers connected to the power source bus in parallel with the cathodes. Discharge diode, bus voltage monitor and bus capacitor connected in parallel between the power bus and return line, load current monitor connected in series between the power bus and return line, and output of the bus voltage monitor signal,
The solar array bus lockup state of the solar cell power supply system is calculated by the operation of two multipliers using only the output signal of the load current monitor and the output signal of the solar array current monitor without using the output signal of the charge / discharge current monitor. A solar cell power supply device comprising a solar array bus lockup determination device capable of detecting a load and transmitting a control signal for reducing the load to the load.
【請求項2】 上記ソーラアレイバスロックアップ判定
装置は、太陽電池電源系のソーラアレイバスロックアッ
プ状態の検出を1つの乗算器で行うように構成している
ことを特徴とする請求項1記載の太陽電池電源装置。
2. The solar array bus lockup determination device is configured such that the solar array bus lockup state of the solar cell power supply system is detected by one multiplier. Solar cell power supply.
【請求項3】 上記ソーラアレイバスロックアップ判定
装置は、上記乗算器にパルス幅制御用ICを用いてその
時比率により太陽電池電源系のソーラアレイバスロック
アップ状態を検出することを特徴とする請求項1記載の
太陽電池電源装置。
3. The solar array bus lockup determination device is characterized in that a pulse width controlling IC is used as the multiplier to detect the solar array bus lockup state of the solar cell power supply system based on the duty ratio. Item 2. The solar cell power supply device according to item 1.
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