JPS6017516A - ソ−ラ電力発生装置 - Google Patents

ソ−ラ電力発生装置

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Publication number
JPS6017516A
JPS6017516A JP58125957A JP12595783A JPS6017516A JP S6017516 A JPS6017516 A JP S6017516A JP 58125957 A JP58125957 A JP 58125957A JP 12595783 A JP12595783 A JP 12595783A JP S6017516 A JPS6017516 A JP S6017516A
Authority
JP
Japan
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circuit
shunt
error voltage
circuits
solar cell
Prior art date
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Pending
Application number
JP58125957A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruo Naka
仲 春男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP58125957A priority Critical patent/JPS6017516A/ja
Publication of JPS6017516A publication Critical patent/JPS6017516A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/613Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in parallel with the load as final control devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は例えば人工衛星などに用いられ、光エネルギ
ーよシミ気エネルギーを得るソーラ電力発生装置に関す
る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
第1図は従来のソーラ電力発生装置を示すものである。
即ち、太陽電池素子2が複数個直列に接続されて太陽電
池回路21〜2dが構成される・各回路28〜2dで発
生された電力はブロッキングダイオード11〜1dをそ
れぞれ通してパスラインLに導びかれ負荷3に供給され
る。前記ブロッキングダイオード11〜1dは太陽電池
回路2a〜2dに破損、短絡等が生じた場合、他の太陽
電池回路で発生された電流がパスラインLを通してその
回路に流れ込′まないようにするためのものである。
一方、前記パスラインLの電圧v拡、太陽電油回路2&
−ffdの発生電力の変化および負荷3の変動によりて
変化することになる。この負荷3に供給される電圧を一
定値に保つため、負荷3の電圧■は基準電圧V、ととも
に誤差電圧検出増幅器4に供給され、これらが比較、増
幅される。この誤差電圧検出増幅器4よシ出力される誤
差電圧ΔVは前記太陽電池回路2a〜2cの発生電力を
制御するシャント回路5a〜5Cにそれぞれダイオード
6a〜6cを通して供給される。このダイオード6a〜
6cは直列数がそれぞれ違うため、前記誤差電圧ΔVが
低いときはダイオード6&を通してシャント回路5aが
駆動され、太陽電池回路2aの発生電力が制御される。
tた、誤差電圧ΔVが高くなるとダイオード6b、6c
を通してシャント回路5b。
5cが駆動され、太陽電池回路2b、2aの発生電力が
制御されて負荷3に供給される電圧■が■Qに近づくよ
う制御される。
第2図(&) # (b)は太陽電池回路2aの動作を
説明するために示す図でおる。即ち、誤差電圧検出増幅
器4からの誤差電圧ΔVが増大すると、太陽電池回路2
aの上部に流れる電流Iuは減少し1シャント回路5a
のトランジスタ12に流入する電流I。aは増加する。
誤差電圧ΔVが■1に達すると、IU−0となル、負荷
3に供給される電圧の制御能力がなくなシ、Δv>vl
 となると■。+■Lは急激に減少を始める。このため
、ブロッキングダイオード1aにかかる正方向バイアス
電圧■。は小さくタシ、プロ、キングダイオード1&は
非導通となる。したがって、太陽電池回路2aは負荷3
への電圧制御ループから完全に切シ離される。この状態
においては太陽電池回路2bが太陽電池回路2aに代っ
てシャント回路5bによシ制御される。この動作は前記
太陽電池回路2mと同様である。また、誤差電圧ΔVが
さらに大匙くなると太陽電池回路2bから2tへと電圧
制御の機能が順次移って行く@ ところで、第3図は各シャント回路5m、5b。
5cの電流工。1.工。bpX。。およびこれらの総和
電流16を示すものであるaことで、誤差電圧Δv1お
よびΔv3においてシャント回路が5a→5b 、5b
→5cへと制御が移行される。この制御の移行が温度変
化によって円滑に行われなくなると、全シャント電流I
oのAおよびB部分が直線的とならない。このため〜利
得に大きな変動が生じ、電圧制御機能が不安定となる欠
点を有している。
〔発明の目的〕
この発明は上記事情に基づいてなされたものであシ、そ
の目的とするところはシャント回路の制御の移行が温度
変化等に影響金堂けず、シャント動作の全範囲において
利得が一定で、安定した電圧制御を行い得るソーラ電力
発生装置を提供しようとするものである。
〔発明の概要〕
この発明は、各シャント回路をシーケンシャルに動作さ
せず、例えば誤差電圧のレベルが低い範囲では、シャン
ト回路5&に流入する電流をパルス幅制御してシャント
回路5aのみによってシャント動作を行ない、誤差電圧
レベルが高くなりた場合は、シャント回路sb、5e’
ftそのレベルに応じてヒステリシス特性を有するスイ
ッチング回路によりて動作させることによシ、シャント
回路間の制御の移行に切れ目が生じたいようにしたもの
でおるO 〔発明の5A施例〕 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。尚、第4図において、第1図と同一部分には同一
符号を付す。
第4図において、シャント回路5aとダイオード6&と
の間には矩形波発生器51が設けられる。この矩形波発
生器511よダイオード6aを通して導びかれた誤差電
圧のレイルに応じてデユーティの異なる矩形波ノ9ルス
信号を発生するものでアシ、この矩形波発生器51よシ
出力されるパルス信号はシャント回路5aを構成するト
ランジスタ52のペースに供給される。したがって、こ
のトランジスタ52は入力されたパルス信号によシ、ノ
々ルス幅制御される。このトランジスタ52の+:J+
/クク電流はノぐルス波形となるが、このトランジスタ
52のコl/クタと太陽電池回路2aとの間にはフィル
タ回路53が設けられているため、このフィルタ回路5
3によって平滑され、太陽電池回路2aから供給される
電流(コレクタ電流)は脈流分を含んだ直流となる。
一方、シャント回路5b、5eとダイオード6b 、6
eとの間にはそれぞれヒステリシス特性を有するスイッ
チング回路7b 、7cが設けられる。これらスイッチ
ング回路7b、7cは例えば周知のシュミット回路等に
よって構成される。第5図はスイッチング回路7b、7
eの特性を示すものであシ、入力電圧がV、よシ大きく
なるとシャント回路をオンとするドライブする電圧が発
生され、逆に入力電圧がv1以下に減少するとシャント
回路のドライブ電圧が零となる。
次に、第5図、第6図を用いて第4図の動作について説
明する。今一誤差電圧検出増幅器4よ)出力される誤差
電圧Δ■のレベルが低い場合、ダイオード6aのみが導
通され、このダイオード6af通して導びかれた誤差電
圧ΔVのレベルに応じて矩形波発生器51よ少所定のデ
ユーティを有するパルス信号が出力される。このパルス
信号はシャント回路5aのトランジスタ52に供給され
、このトランジスタ52が/fルス幅制御される。した
がって、誤差電圧Δ■のレベルが低い範囲ではシャント
回路5aのみによって太陽電池回路2纂の発生電力が細
く制御され、負荷3への供給電力が一定となるようにな
される。
一方、上記のようにシャント回路5aが動作している状
態において、負荷3が軽くなる(消費電力が少なくなる
)と、誤差電圧が第6図に実線で示す如く上昇する。そ
して、この誤差電圧がΔv1(0点)に達すると、スイ
ッチング回路7bの入力電圧は第5図に示す■3に達し
、このスイッチング回路7bがオフ状態からオン状態に
反転される。これにより、シャント回路5bは充分にド
ライブされ、太陽電池回路2bの上部に流れる電流I0
は零とされる。したがって太陽電池回路2bの発生電力
Wb分だけ発生電力が低下されるため、誤差電圧は第6
図に示す如くΔv1から■→■のように低下するが、太
陽電池回路2aの最大発生電か4はWbよシ大きく設定
されているため、シャント回路5bの入力電圧は零とは
ならず、vlよシ大きな値にとどまる。したがって、シ
ャント回路5bの状態変化はなく、第6図に示す0点の
ように太陽電池回路2bの発生電力が零の状態に保持さ
れる。また、負荷3がさらに軽くなると、誤差電圧は再
度上昇しはじめ、第6図に示すΔVi(C)点)に達す
るとスイッチング回路7cの入力電圧が第5図に示すV
、に達し、オフ状態からオン状態に反転される。これに
よシ、シャント回路5Cは充分にドライブされ、太陽電
池回路2cの上部に流れる電流工。は零とされる。した
がって、太陽電池回路2cの発生電力We分だけ発生電
力が低下されるため、誤差電圧は第6図に示す如く◎→
■のようにΔV、から低下するが、太陽電池回路2aの
最大発生電力W、はWeよシ大きく設定されているため
、シャント回路5cの入力電圧はvlよシ大きな値にと
どまる。したがって、シャント回路5cの状態変化はな
く、第6図に示す0点のように太陽電池回路2cの発生
電力が零の状態に保持される。この状態よ多負荷3がさ
らに軽くなると、誤差電圧は第6図に示す0点方向に増
大される。
一方、上記状態よ多負荷3が重くなる(消費電力が増大
する)と誤差電圧は第6図に点線で示す如く減少する(
点線は説明の便宜上、実線と重複させず少し下に書いて
いる)。そして、誤差電圧がΔ■2′([F]点)に達
すると、スイッチング回路7Cの入力電圧は第5図に示
す■1に達し、このスイッチング回路7Cはオン状態か
らオフ状態に反転される。このため、シャント回路5c
のドライブが停止され、太陽電池回路2cの上部に流れ
る電流IUは元の状態とされる。
したがって、Weなる発生電力が増加されることになる
ため、誤差電圧は第6図に示す0点まで増大するが、ス
イッチング回路7cの入力電圧は■2よシ低いため、ス
イッチング回路7cの状態変化はなく、太陽電池回路2
cの発生電力がWeの状態に保持される。また、負荷3
がさらに重くなると、誤差電圧は再度低下し、第6図に
示すΔy、/ (0点)に達するとスイッチング回路7
bの入力電圧は第5図に示す如く■1とな夛、オン状態
からオフ状態に反転される。このため、シャント回路5
bのドライブが停止され、太陽電池回路2bの上部に流
れる電流IUは元の状態とされる。したがりて、Wbな
る発生電力が増加されることになるため、誤差電圧は第
6図に示すの点まで増大するが、スイッチング回路7b
の入力電圧はv3より低いため、スイッチング回路7C
の状態変化はなく、太陽電池回路2bの発生電力がWb
の状態に保持される。さらに、負荷3が重くなると、誤
差電力は0点よシ零方向に減少され、太陽電池回路2a
の上部に流れる電流IN+が増大されて発生電力は最大
発生電力W、に接近される@ 上記実施例によれば、シャント回路51を矩形波発生器
51よシ出力される信号によりて制御している。したが
って、誤差電圧のレベルが低い範囲においては太陽電池
回路2魯の発生電力を細く制御することができるもので
ある。しかも、誤差電圧のレベルが高くなp1シャント
回路5色の制御能力の限界に達すると、スイッチング回
路7b、7eによってシャント回路5b、5eがドライ
ブされ、太陽電池回路2b。
2cの発生電力が制御されるようになされておシ、且つ
、このスイッチング回路7b 、7eはヒステリシス特
性を有している。したがって、多少温度変化が生じた場
合においても各シャント回路からシャント回路への制御
の移行に切れ目が生ずることがなく、誤差電圧の広い範
囲にわたって安定した電圧制御を行うことが可能である
〔発明の効果〕
以上、詳述したようにこの発明によれば、シャント動作
の全範囲において温度変化等に影響を受けず、利得が一
定で安定した電圧制御を何い得るソーラ電力発生装置を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のソーラ電力発生装置を示す回路構成図、
第2図(、)建)および第3図は第1図の動作を説明す
るために示す図、第4図はこの発明に係わるソーラ電力
発生装置の一実施例を示す回路構成図、第5図、第6図
は第4図の動作な説明するために示す図である。 2・・・太陽電池、2a〜2d・・・太陽電池回路、1
a〜1d・・・ブロッキングダイオード、3・・・負荷
、4・・・誤差電圧検出増幅器、5a、5b、5c・・
・シャント回路、5ノ・・・矩形波発生器、7b。 7C・・・スイッチング回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数の太陽電池よシなる複数の太陽電池回路と、この各
    太陽電池回路の発生電力がブロッキングダイオードを介
    して供給される負荷と、この負荷の電圧変動を検出する
    誤差電圧検出増幅器と、前記複数の太陽電池回路のうち
    所定の回路に接続され、前記誤差電圧検出増幅器よ多出
    力される誤差電圧のレベルに応じて動作される複数のシ
    ャント回路とからなるソーラ電力発生装置において、前
    記シャント回路のうち最も低いレベルの誤差電圧によっ
    て動作されるシャント回路の入力段に設けられ、このシ
    ャント回路管誤差電圧のレベルに応じて/中ルス幅制御
    する手段と、前記シャント回路のうち高いレベルの誤差
    電圧によって動作されるシャント回路の入力段に設けら
    れ、このシャント回路をスイッチング制御するヒステリ
    シス特性含有するスイ。 チング回路とを具備したことを特徴とするソーラ電力発
    生装置。
JP58125957A 1983-07-11 1983-07-11 ソ−ラ電力発生装置 Pending JPS6017516A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2603716A1 (fr) * 1986-09-10 1988-03-11 Rca Corp Systeme de controle lineaire de la tension d'un appareil solaire
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WO2018114716A1 (de) * 2016-12-21 2018-06-28 Sma Solar Technology Ag Schaltung zur spannungsbegrenzung in einem photovoltaikfeld, photovoltaikfeld und verfahren zur spannungsbegrenzung

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