JPH09251324A

JPH09251324A - 太陽電池余剰電力制御回路

Info

Publication number: JPH09251324A
Application number: JP8059546A
Authority: JP
Inventors: Shingo Ikegami; 真悟池上
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1997-09-22
Anticipated expiration: 2016-03-15
Also published as: JP2914278B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の太陽電池回路の上限電圧を制御する。【解決手段】シャント回路１５およびシャント制御回
路１４を用いて太陽電池回路１１の電圧を安定化制御し
て基準電圧Ｖ２とする。そして、この基準電圧Ｖ２を使
って太陽電池回路１２の電圧を安定化制御して新たに基
準電圧Ｖ３とする。このようにして順次基準電圧を求め
ながら太陽電池回路の上限電圧の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人工衛星等に搭載
される太陽電池回路に生じた余剰電力を消費することに
よって出力電圧の上限を制御する回路に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、人工衛星等には複数の太陽電池回
路が搭載されて電力供給源として使用されている。すな
わち、日照時に太陽光線を受けることによって発電を行
い２次電池の充電を行ったり衛星負荷への電力供給を行
っている。しかし、発電量は常に一定であるとは限らな
い。例えば、発電のし過ぎによって余剰電力が生じてバ
ス電圧が変動すること等がしばしば起こる。そこで、発
生した余剰電力を余剰電力消費回路（以下、シャント回
路とする）を用いて消費させ、バス電圧の上限を制御す
ることが従来行われている。

【０００３】図３は従来例を示すブロック図である。同
図において、１〜４は太陽電池回路、５はバス電圧を検
出して所定の基準電圧との比較を行いその電圧差に比例
したシャント制御信号を出力するシャント制御回路、６
〜９はそれぞれ太陽電池回路１〜４からシャント制御信
号に応じた電流を取り出して消費するシャント回路であ
る。図４は図３のシャント回路の詳細を示す回路図であ
り、同図において６ａ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、８
ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄはダイオードである。

【０００４】以上の構成による従来例の動作について説
明する。太陽電池回路１〜４は、日照時に太陽光線を受
光して発電を行う。この発電によって生じたバス電圧は
常時シャント制御回路５によって監視されている。すな
わち、シャント制御回路５は所定の基準電圧とバス電圧
との比較を行い、それらの電圧差に比例したシャント制
御信号をシャント回路６〜９にそれぞれ送信する。シャ
ント制御信号を受信した各シャント回路は、シャント制
御信号に応じた電流を、それぞれに対応する太陽電池回
路から取り出して消費する。

【０００５】さて、従来の太陽電池余剰電力制御回路
は、１台のシャント制御回路によって全シャント回路を
制御していた。そのため、制御信号の送受信等による配
線上の問題からシャント回路は１ヶ所にまとめて配置さ
れることが多かった。その結果、各シャント回路が同時
に電流を消費するような場合、局所的に発熱量が異常に
大きくなることがあった。

【０００６】そこで、従来は、各シャント回路の動作電
圧を互いに異なるように設定して順次動作させ、局所的
に発熱が過大になるのを防止していた。具体的には、ダ
イオードの電圧ドロップ等を利用したものであり、第１
段目のシャント回路内にはダイオードを１個使用し（図
４ＳＨＮＴ（１））、第２段目のシャント回路内には２
個使用する（図４ＳＨＮＴ（２））等のようにダイオー
ドの個数を変えて動作電圧がそれぞれ異なるように構成
していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、１台のシャン
ト制御回路によって全てのシャント回路の制御を行って
いるため、シャント回路数が多くなるとシャント制御回
路の出力電流容量を大容量化しなければならず、シャン
ト制御回路の規模が大きくなるという問題点があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、
シャント回路数が多くなってもシャント制御回路の出力
電流容量を小さく抑えることができる太陽電池余剰電力
制御回路を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による太陽電池余剰電力制御回路は、
第１の太陽電池回路の出力電圧を安定化制御する第１の
電圧制御手段と、この安定化された第１の太陽電池回路
の出力電圧を基準電圧として第２の太陽電池回路の出力
電圧を安定化制御する第２の電圧制御手段とを備えてい
る。このように構成することにより、本発明は、１台の
太陽電池回路の出力電圧を安定化すると順次その他の太
陽電池回路の出力電圧を安定化制御することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の詳細について図面
を参照して説明する。図１は本発明の一つの実施の形態
を示したブロック図である。同図において１０〜１３は
太陽電池回路、１４はシャント制御回路、１５〜１７は
シャント回路、１８〜２０はブロッキングダイオードで
ある。シャント制御回路１４とシャント回路１５とは第
１の電圧制御手段を構成し、シャント回路１６は第２の
電圧制御手段を構成している。また、一点鎖線Ｐより左
側は衛星内部、右側は衛星外部を示す。

【００１０】以上の構成による本発明の動作について詳
細に説明する。太陽電池回路１０〜１３は、太陽光線を
受光すると発電を行い、その結果ホットラインとリター
ンラインとの間にバス電圧が生じる。シャント制御回路
１４は、バス電圧Ｖ１と所定の基準電圧との比較を行
う。そして、バス電圧Ｖ１の方が高いと両電圧差に比例
したシャント制御信号をシャント回路１５に送信する。
シャント回路１５は、受信したシャント制御信号に応じ
て太陽電池回路１１（第１の太陽電池回路）から電流を
取り込んで消費し、太陽電池回路１１の出力電圧の上昇
を抑制する。この結果、太陽電池回路１０、１１の出力
電圧である電圧Ｖ２（基準電圧）は安定化される。

【００１１】この基準電圧Ｖ２はシャント回路１６に印
加され、シャント回路１６は基準電圧Ｖ２に応じて太陽
電池回路１２（第２の太陽電池回路）から電流を取り込
んで消費する。その結果、太陽電池回路１２の出力電圧
は、安定化されて電圧Ｖ３（基準電圧）となる。以降、
基準電圧Ｖ３はシャント回路１７に印加され、シャント
回路１７は基準電圧Ｖ３に応じて太陽電池回路１３から
電流を取り込んで消費し、太陽電池回路１３の出力電圧
の上昇を抑制して安定化する。

【００１２】ここで、シャント回路１５、１６、１７の
動作について図を用いて詳細に述べる。図２（ａ）は図
１のシャント回路１５の周辺の詳細を示す回路図であ
り、同様に図２（ｂ）は図１のシャント回路１６の周辺
の詳細を示す回路図である。１４ａは基準電圧源、１４
ｂは誤差増幅器、１５ａ、１５ｄ、１６ａは抵抗、１５
ｂはＮＰＮ型シャントトランジスタ、１５ｃ、１６ｃは
シャント抵抗、１６ｂはＰＮＰ型シャントトランジスタ
である。

【００１３】誤差増幅器１４ｂにバス電圧Ｖ１と基準電
圧源１４ａの出力電圧とがそれぞれ印加されると、誤差
増幅器１４ｂは両電圧を比較する。そして、バス電圧Ｖ
１の方が高いと両電圧差に比例したシャント制御信号を
出力する。出力されたシャント制御信号は抵抗１５ａを
介してＮＰＮ型シャントトランジスタ１５ｂに供給さ
れ、このシャント制御信号に応じて太陽電池回路１１か
ら電流を取り込みシャント抵抗１５ｃにおいて消費され
太陽電池回路１０、１１の出力電圧は減少する。

【００１４】太陽電池回路１０、１１の出力電圧は基準
電圧Ｖ２としてシャント回路１６に印加される。する
と、基準電圧Ｖ２は電圧Ｖ３よりも電圧が低くなってい
るため、ＰＮＰ型シャントトランジスタ１６ｂのエミッ
タ−ベース間が導通する。その結果、太陽電池回路１２
の出力電流は抵抗１６ｃに流れ、電圧Ｖ３は電圧が下が
り基準電圧Ｖ２よりベース−エミッタ間の電圧差だけ高
く制御されて安定化される。このように安定化された電
圧Ｖ３は、新たな基準電圧として前記同様にシャント回
路１７に印加されて太陽電池回路１３の出力電圧Ｖ４の
安定化に使用される。以上のように順次太陽電池回路の
出力電圧の安定化が行われる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、１台の
太陽電池回路の出力電圧を所定の基準電圧によって安定
化した後、この安定化された出力電圧で順次その他の太
陽電池回路の出力電圧を安定化する。そのため、１台の
シャント制御回路で全てのシャント回路の制御をする必
要がなくなり、各シャント回路を太陽電池パネル上の任
意の位置に分散配置してシャント回路による発熱を分散
させることができる。また、太陽発電衛星のように太陽
電池パネルが大型化してシャント制御信号線を延ばすこ
となくシャント回路の制御を行うことができる。さら
に、シャント制御回路は１台のシャント回路の制御を行
うだけでよいため、出力電圧、電流容量ともに小さなも
のでよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態を示すブロック図
である。

【図２】図１のシャント回路の詳細を示す回路図であ
る。

【図３】従来例を示すブロック図である。

【図４】図３のシャント回路の詳細を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１〜４、１０〜１３…太陽電池回路、５、１４…シャン
ト制御回路、６〜９、１５〜１７…シャント回路、６
ａ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、８ｃ、９ａ、９ｂ、９
ｃ、９ｄ…ダイオード、１４ａ…基準電圧源、１４ｂ…
誤差増幅器、１５ａ、１５ｄ、１６ａ…抵抗、１５ｂ…
ＮＰＮ型シャントトランジスタ、１５ｃ、１６ｃ…シャ
ント抵抗、１６ｂ…ＰＮＰ型シャントトランジスタ、１
８〜２０…ブロッキングダイオード。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の太陽電池回路の出力電圧を制御す
る太陽電池余剰電力制御回路において、第１の太陽電池回路の出力電圧を安定化制御する第１の
電圧制御手段と、この安定化された第１の太陽電池回路の出力電圧を基準
電圧として第２の太陽電池回路の出力電圧を安定化制御
する第２の電圧制御手段とを備えていることを特徴とす
る太陽電池余剰電力制御回路。
【請求項２】請求項１において、第１の電圧制御手段は、人工衛星のバス電圧と所定の基準電圧との比較を行い、
バス電圧がこの基準電圧以上である場合、両電圧差に比
例したシャント制御信号を出力するシャント制御回路
と、シャント制御信号に応じた電流を第１の太陽電池回路か
ら取り出して消費するシャント回路とから構成されてい
ることを特徴とする太陽電池余剰電力制御回路。
【請求項３】請求項２において、第２の電圧制御手段は、第１の太陽電池回路の出力電圧を基準電圧として、この
基準電圧に応じた電流を第２の太陽電池回路から取り出
して消費するシャント回路を備えていることを特徴とす
る太陽電池余剰電力制御回路。