JPS6274115A - ソ−ラ電力発生装置 - Google Patents
ソ−ラ電力発生装置Info
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- JPS6274115A JPS6274115A JP21371185A JP21371185A JPS6274115A JP S6274115 A JPS6274115 A JP S6274115A JP 21371185 A JP21371185 A JP 21371185A JP 21371185 A JP21371185 A JP 21371185A JP S6274115 A JPS6274115 A JP S6274115A
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- diode
- solar cell
- shunt
- shunt circuit
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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。
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に用いられ、光エネルギーよ
り電気エネルギーを得るソーラ電力発生装置の改良に関
する。
り電気エネルギーを得るソーラ電力発生装置の改良に関
する。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来より、人工衛星には電力供給源としてソーラ電力発
生装置が用いられている。第６図は従来のソーラ電力発
生装置の一例を示すものである。
生装置が用いられている。第６図は従来のソーラ電力発
生装置の一例を示すものである。
すなわち、太陽電池素子２は複数個直列に接続されて太
陽電池回路２ａ〜２′ｄを構成している。
陽電池回路２ａ〜２′ｄを構成している。
各回路２ａ〜２−ｄで発生した電力はそれぞれブロッキ
ングダイオード１ａ〜１＝ｄを通じ、パスラインＬを介
して負荷３に供給される。上記ブロッキングダイオード
１ａ〜１−ｄは太陽電池回路２ａ〜２−ｄに破損、短絡
等が起きた場合、他の太陽電池回路で発生した電流がパ
スラインＬを通じ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。上記パスラインＬの電圧■は、太陽
電池回路２ａ〜２−ｄの発生電力の変化及び負荷３の変
動によっ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
ＶＯと誤差電圧検出器４で比較、増幅された後、太陽電
池回路２ａ〜２−ｄの発生電力を制御するシャント回路
５ａ〜５−ｃにそれぞれダイオード６ａ〜６−ｃを通し
て加えられる。
ングダイオード１ａ〜１＝ｄを通じ、パスラインＬを介
して負荷３に供給される。上記ブロッキングダイオード
１ａ〜１−ｄは太陽電池回路２ａ〜２−ｄに破損、短絡
等が起きた場合、他の太陽電池回路で発生した電流がパ
スラインＬを通じ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。上記パスラインＬの電圧■は、太陽
電池回路２ａ〜２−ｄの発生電力の変化及び負荷３の変
動によっ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
ＶＯと誤差電圧検出器４で比較、増幅された後、太陽電
池回路２ａ〜２−ｄの発生電力を制御するシャント回路
５ａ〜５−ｃにそれぞれダイオード６ａ〜６−ｃを通し
て加えられる。
これらのダイオード６ａ〜６−ｃは直列数がそれぞれ違
うため、誤差電圧検出器４からの誤差電圧Ｖか低い時は
ダイオード６ａ、６−ａを通してシャント回路５ａ、５
−ａが駆動され、太陽電池回路２ａ、２−ａの発生電力
が制御される。しかし、誤差電圧か更に大きくなるとダ
イオード６ｂ。
うため、誤差電圧検出器４からの誤差電圧Ｖか低い時は
ダイオード６ａ、６−ａを通してシャント回路５ａ、５
−ａが駆動され、太陽電池回路２ａ、２−ａの発生電力
が制御される。しかし、誤差電圧か更に大きくなるとダ
イオード６ｂ。
６−ｂ、６ｃ、６−ｃを通してシャント回路５ｂ。
５− ｂ、 ５ ｃ、 ５− ｃにも誤差電圧か供
給されるため、太陽電池回路２ｂ、２−ｂ、２ｃ、２−
ｃの発生電力の制御を行なって負荷３に供給される電圧
Ｖを一定値に近づけるように制御することになる。
給されるため、太陽電池回路２ｂ、２−ｂ、２ｃ、２−
ｃの発生電力の制御を行なって負荷３に供給される電圧
Ｖを一定値に近づけるように制御することになる。
第７図（ａ）、（ｂ）は太陽電池回路２ａの動作を説明
するための図である。すなわち、誤差電圧検出器４から
の誤差電圧Ｖが増大すると、太陽電池回路２ａの−１一
部に流れる電流ＩＵは減少［７、シャント回路５ａのト
ランジスタ１２に流入する電流■０は増加し、自己発熱
（Ｐ−ＶＬｘＩＯ）も増大する。誤差電圧■がｖｌに達
すると、Ｉ Ｕ −０となり、負荷３に供給される電圧
の制御能力が無くなり、ｖ ＞ｖｌとなるとｖｕ＋ｖ１
．、は急激に減少を始め、自己発熱Ｐもほとんどゼロに
なる。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ＶＤは小さくなり、ブロッキングダ
イオード１ａは非導通となり、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り離される。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
わってシャント回路５ｂから制御されるが、動作は太陽
電池回路２ａと同一である。誤差電圧Ｖが更に大きくな
ると太陽電池回路２ｂから２ｃへと電圧制御の機能が順
次移っていく。
するための図である。すなわち、誤差電圧検出器４から
の誤差電圧Ｖが増大すると、太陽電池回路２ａの−１一
部に流れる電流ＩＵは減少［７、シャント回路５ａのト
ランジスタ１２に流入する電流■０は増加し、自己発熱
（Ｐ−ＶＬｘＩＯ）も増大する。誤差電圧■がｖｌに達
すると、Ｉ Ｕ −０となり、負荷３に供給される電圧
の制御能力が無くなり、ｖ ＞ｖｌとなるとｖｕ＋ｖ１
．、は急激に減少を始め、自己発熱Ｐもほとんどゼロに
なる。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ＶＤは小さくなり、ブロッキングダ
イオード１ａは非導通となり、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り離される。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
わってシャント回路５ｂから制御されるが、動作は太陽
電池回路２ａと同一である。誤差電圧Ｖが更に大きくな
ると太陽電池回路２ｂから２ｃへと電圧制御の機能が順
次移っていく。
さて、第６図及び第７図で説明した電力発生装置で、負
荷要求電力の増大に対応するためには、太陽電池回路数
を増加させると共に、それに応じてシャント回路数も増
加させる必要かある。一般にシャント回路は取扱い電力
に対して０．６〜０．７Ｍ／ＫＷ、６〜８ｋｇ／ＫＷの
物理的規模が必要とされているので、例えばＺＫＷ用の
シャント回路としては１．２〜１．４ゴの面積、１２〜
１６ｋｇの重量が必要となる。したがって、従来のソー
ラ電力発生装置では、シャント回路が取扱い電力に比例
して面積、重量が増加するため、その熱処理のみならず
搭載場所に大きな制約をり、え、大電力を必要とする人
工衛星等のシステム設計を複雑にするという欠点があっ
た。
荷要求電力の増大に対応するためには、太陽電池回路数
を増加させると共に、それに応じてシャント回路数も増
加させる必要かある。一般にシャント回路は取扱い電力
に対して０．６〜０．７Ｍ／ＫＷ、６〜８ｋｇ／ＫＷの
物理的規模が必要とされているので、例えばＺＫＷ用の
シャント回路としては１．２〜１．４ゴの面積、１２〜
１６ｋｇの重量が必要となる。したがって、従来のソー
ラ電力発生装置では、シャント回路が取扱い電力に比例
して面積、重量が増加するため、その熱処理のみならず
搭載場所に大きな制約をり、え、大電力を必要とする人
工衛星等のシステム設計を複雑にするという欠点があっ
た。
［発明の目的］
この発明は」−記のような問題を改善するためになされ
たもので、シャント回路での自己発熱量を低下させ、ｌ
・ランジスタのジャンクション温度を低く抑えることが
でき、面積効率の良好なソーラ電力発生装置を提供する
ことを目的とする。
たもので、シャント回路での自己発熱量を低下させ、ｌ
・ランジスタのジャンクション温度を低く抑えることが
でき、面積効率の良好なソーラ電力発生装置を提供する
ことを目的とする。
［発明の概要］
すなわち、この発明に係るソーラ電力発生装置は、それ
ぞれが複数の太陽電池よりなる複数列の太陽電池回路と
、この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器と、この誤差電圧検出器からの誤
差電圧で駆動され前記太陽電池回路の発生電力を制御す
るシャント回路とよりなるものにおいて、前記複数列の
太陽電池回路のうちの所定複数列の太陽電池回路の各制
御入力端を所定シャント回路の出力端に直列数の異なる
ダイオード回路を介して接続するようにしたことを特徴
とするものである。
ぞれが複数の太陽電池よりなる複数列の太陽電池回路と
、この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器と、この誤差電圧検出器からの誤
差電圧で駆動され前記太陽電池回路の発生電力を制御す
るシャント回路とよりなるものにおいて、前記複数列の
太陽電池回路のうちの所定複数列の太陽電池回路の各制
御入力端を所定シャント回路の出力端に直列数の異なる
ダイオード回路を介して接続するようにしたことを特徴
とするものである。
［発明の実施例］
以下、第１図乃至第５図を参照してこの発明の一実施例
を詳細に説明する。但し、第１図において第６図と同一
部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
を詳細に説明する。但し、第１図において第６図と同一
部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
第１図はその構成を示すもので、前記太陽電池回路列２
ａ 〜２− ｄのうぢ、２ ａ 〜２ ｄを＠１の回
路群、２−ａ〜２−ｄを第２の回路群とする。
ａ 〜２− ｄのうぢ、２ ａ 〜２ ｄを＠１の回
路群、２−ａ〜２−ｄを第２の回路群とする。
このうち、第１の回路群の太陽電池回路列２ａの制御入
力端は１個のダイオードＤＩを介して第１のシャント回
路５ａの出力端（トランジスタ１２のコレクタ）に接続
され、第２の回路群の太陽電池回路列２＝ａの制御入力
端は２個のダイオードＤｌ、１．Ｄｌ２を直列接続した
ダイオード回路を介して」−２第１のシャント回路５ａ
の出力端に接続される。また、太陽電池回路列２ｂの制
御入力端はダイオードＤ２を１個介して第２のシャント
回路５ｂの出力端に接続され、太陽電池回路列２″ｂの
制御入力端はダイオードＤ ２１． Ｄ ２２を直列接
続したダイオード回路を介して上記第２のシャント回路
５ｂの出力端に接続される。さらに、太陽電池回路列２
ｃの制御入力端はダイオードＤ３を１個介して第３のシ
ャント回路５Ｃの出力端に接続され、太陽電池回路列２
−ｃの制御入力端はダイオードＤ ３１． Ｄ ３２を
直列接続したダイオード回路を介して上記第３のシャン
ト回路５Ｃの出力端に接続される。以下同様に、図示し
ないが、第１及び第２の回路群の各太陽電池回路列の制
御入力端は互いに異なる直列個数のダイオード回路を介
して１個のシャント回路出力端に接続される。
力端は１個のダイオードＤＩを介して第１のシャント回
路５ａの出力端（トランジスタ１２のコレクタ）に接続
され、第２の回路群の太陽電池回路列２＝ａの制御入力
端は２個のダイオードＤｌ、１．Ｄｌ２を直列接続した
ダイオード回路を介して」−２第１のシャント回路５ａ
の出力端に接続される。また、太陽電池回路列２ｂの制
御入力端はダイオードＤ２を１個介して第２のシャント
回路５ｂの出力端に接続され、太陽電池回路列２″ｂの
制御入力端はダイオードＤ ２１． Ｄ ２２を直列接
続したダイオード回路を介して上記第２のシャント回路
５ｂの出力端に接続される。さらに、太陽電池回路列２
ｃの制御入力端はダイオードＤ３を１個介して第３のシ
ャント回路５Ｃの出力端に接続され、太陽電池回路列２
−ｃの制御入力端はダイオードＤ ３１． Ｄ ３２を
直列接続したダイオード回路を介して上記第３のシャン
ト回路５Ｃの出力端に接続される。以下同様に、図示し
ないが、第１及び第２の回路群の各太陽電池回路列の制
御入力端は互いに異なる直列個数のダイオード回路を介
して１個のシャント回路出力端に接続される。
上記のような構成において、以下第２図に１構成回路を
取出して示し、第３図乃至第５図の特性図を参照してそ
の作用について説明する。
取出して示し、第３図乃至第５図の特性図を参照してそ
の作用について説明する。
まず、第２図において、誤差電圧検出器４の出力電圧が
■であるとき、第１の回路群の太陽電池回路列２ａの制
御入力端に発生する電圧をＶＬＩ、出力電流をＩ Ｌｌ
、ダイオードＤＩに流れる電流を１０１とし、第２の回
路群の太陽電池回路列２″ａの制御入力端に発生する電
圧をＶＬ２、出力電流をＩＬ２、ダイオードＤｌｌ、
Ｄｌ２の直列回路に流れる電流を１０２とする。ここで
、シャント回路５ａの出力端と第１及び第２の回路群の
各太陽電池回路列２ａ、２−ａの制御入力端とを同数の
ダイオードを介して接続した場合、誤差電圧Ｖに対する
ＶＬ （−ＶＬＩ−ＶＬ２） 、 １０ （−Ｉ０１＋
ｌ０２）及び自己発熱Ｐ （＝ＶＬ Ｘ ＩＯ）は第３
図に示すようになる。ところが、上記のように太陽電池
回路列２ａ、２”ａの各制御入力端を互いに異なる直列
数のダイオードを介して上記シャント回路５ａの出力端
に接続した場合には、第１の回路群による自己発熱のピ
ーク点と第２の回路群による自己発熱のピーク点が同時
に重ならないために、第４図に示すように、自己発熱が
低下したものとなる。
■であるとき、第１の回路群の太陽電池回路列２ａの制
御入力端に発生する電圧をＶＬＩ、出力電流をＩ Ｌｌ
、ダイオードＤＩに流れる電流を１０１とし、第２の回
路群の太陽電池回路列２″ａの制御入力端に発生する電
圧をＶＬ２、出力電流をＩＬ２、ダイオードＤｌｌ、
Ｄｌ２の直列回路に流れる電流を１０２とする。ここで
、シャント回路５ａの出力端と第１及び第２の回路群の
各太陽電池回路列２ａ、２−ａの制御入力端とを同数の
ダイオードを介して接続した場合、誤差電圧Ｖに対する
ＶＬ （−ＶＬＩ−ＶＬ２） 、 １０ （−Ｉ０１＋
ｌ０２）及び自己発熱Ｐ （＝ＶＬ Ｘ ＩＯ）は第３
図に示すようになる。ところが、上記のように太陽電池
回路列２ａ、２”ａの各制御入力端を互いに異なる直列
数のダイオードを介して上記シャント回路５ａの出力端
に接続した場合には、第１の回路群による自己発熱のピ
ーク点と第２の回路群による自己発熱のピーク点が同時
に重ならないために、第４図に示すように、自己発熱が
低下したものとなる。
これはシャント回路に対する負荷回路（太陽電池回路）
の分割と、直列数の異なる（すなわち順方向電圧降下の
異なる）ダイオードの機能の相互作用により実現するも
のである。
の分割と、直列数の異なる（すなわち順方向電圧降下の
異なる）ダイオードの機能の相互作用により実現するも
のである。
尚、シャント回路の自己発熱と放熱面積及びベースプレ
ート温度間の相関関係はステファン・ボルツマンの法則
で求めることができるが、一般的な相関関係は第５図の
ように表わされる。すなわち、第５図から明らかなよう
に、自己発熱を低く抑えるとベースプレート温度も低下
し、またベースプレート温度が一定ならば、自己発熱の
低下が放熱面積の縮小に寄与する。換言すれば、シャン
ト回路の自己発熱の低下は回路部品数をほとんど増加す
ることなく、等価的な放熱面積の小型化を実現すること
ができる。
ート温度間の相関関係はステファン・ボルツマンの法則
で求めることができるが、一般的な相関関係は第５図の
ように表わされる。すなわち、第５図から明らかなよう
に、自己発熱を低く抑えるとベースプレート温度も低下
し、またベースプレート温度が一定ならば、自己発熱の
低下が放熱面積の縮小に寄与する。換言すれば、シャン
ト回路の自己発熱の低下は回路部品数をほとんど増加す
ることなく、等価的な放熱面積の小型化を実現すること
ができる。
したがって、上記のように構成したソーラ電力発生装置
は、所定の一つのシャント回路の出力端と複数の太陽電
池回路列の制御入力端とをそれぞれ直列数の異なるダイ
オード回路を介して接続することにより、シャント回路
の部品数をほとんど増加することなく、自己発熱のピー
ク電力を低下させることができるので、等価的に放熱面
積を小型化することができ、これによって面積効率の良
好なものとすることができる。
は、所定の一つのシャント回路の出力端と複数の太陽電
池回路列の制御入力端とをそれぞれ直列数の異なるダイ
オード回路を介して接続することにより、シャント回路
の部品数をほとんど増加することなく、自己発熱のピー
ク電力を低下させることができるので、等価的に放熱面
積を小型化することができ、これによって面積効率の良
好なものとすることができる。
［発明の効果］
以上詳述したようにこの発明によれば、シャント回路で
の自己発熱量を低下させ、トランジスタあジャンクショ
ン温度を低く抑えることのできができ、面積効率の良好
なソーラ電力発生装置を提供することができる。
の自己発熱量を低下させ、トランジスタあジャンクショ
ン温度を低く抑えることのできができ、面積効率の良好
なソーラ電力発生装置を提供することができる。
第１図はこの発明に係るソーラ電力発生装置の一実施例
を示す回路構成図、第２図は同実施例の一構成回路を取
出して示す回路構成図、第３図乃至第５図はそれぞれ同
実施例の作用を説明するための図、第６図は従来のソー
ラ電力発生装置の構成を示す回路構成図、第７図は従来
回路の動作を説明するだめの図である。 １ａ〜１−ｄ・・ブロッキングダイオード、２ａ〜２−
ｄ・・・太陽電池回路列、３・・・負荷、４・・・誤差
電圧検出器、５ａ〜５−ｃ・・・シャント回路、６ａ〜
６−Ｃ・・ダイオード、Ｄ１〜Ｄ３ 、 ＤＩｌ、
Ｄ１２゜Ｄ２１． Ｄ２２． Ｄ３１． Ｄ３
２・・・ダイオード、１２トランジスタ。
を示す回路構成図、第２図は同実施例の一構成回路を取
出して示す回路構成図、第３図乃至第５図はそれぞれ同
実施例の作用を説明するための図、第６図は従来のソー
ラ電力発生装置の構成を示す回路構成図、第７図は従来
回路の動作を説明するだめの図である。 １ａ〜１−ｄ・・ブロッキングダイオード、２ａ〜２−
ｄ・・・太陽電池回路列、３・・・負荷、４・・・誤差
電圧検出器、５ａ〜５−ｃ・・・シャント回路、６ａ〜
６−Ｃ・・ダイオード、Ｄ１〜Ｄ３ 、 ＤＩｌ、
Ｄ１２゜Ｄ２１． Ｄ２２． Ｄ３１． Ｄ３
２・・・ダイオード、１２トランジスタ。
Claims (1)
- それぞれが複数の太陽電池よりなる複数列の太陽電池回
路と、この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器と、この誤差電圧検出器から
の誤差電圧で駆動され前記太陽電池回路の発生電力を制
御するシャント回路とよりなるソーラ電力発生装置にお
いて、前記複数列の太陽電池回路のうちの所定複数列の
太陽電池回路の各制御入力端を所定シャント回路の出力
端に直列数の異なるダイオード回路を介して接続するよ
うにしたことを特徴とするソーラ電力発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21371185A JPS6274115A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | ソ−ラ電力発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21371185A JPS6274115A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | ソ−ラ電力発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6274115A true JPS6274115A (ja) | 1987-04-04 |
Family
ID=16643720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21371185A Pending JPS6274115A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | ソ−ラ電力発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6274115A (ja) |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP21371185A patent/JPS6274115A/ja active Pending
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