RU97007U1

RU97007U1 - DEVICE FOR SIMULATION OF A SECTIONAL SOLAR BATTERY WITH A COMMON BUS

Info

Publication number: RU97007U1
Application number: RU2010106452/22U
Authority: RU
Inventors: Вадим Николаевич Мишин; Виктор Алексеевич Пчельников; Юрий Александрович Кремзуков; Александр Владимирович Михайлов; Семен Константинович Миргородский; Игорь Анатольевич Иконописцев
Original assignee: Томский Государственный Университет Систем Управления И Радиоэлектроники (Тусур)
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2010-08-20

Abstract

1. Устройство для имитации секционированной солнечной батареи с общей шиной, содержащее входные «плюсовой» и «минусовой» зажимы, предназначенные для подключения к шинам источника питания постоянного тока, N ячеек-стабилизаторов тока, по числу секций имитатора солнечной батареи (ИБС), осуществляющих с помощью ШИМ-преобразования стабилизацию тока Iстаб дросселя собственного выходного фильтра независимо от тока нагрузки, а также выходные «плюсовой» и «минусовой» зажимы, предназначенные для подключения к нагрузке, отличающееся тем, что в каждую ячейку-стабилизатор введено переменное сопротивление Rп, определяющее наклон участка напряжения вольтамперной характеристики, и шунтирующее выход ячейки сопротивление Rш, определяющее наклон токового участка вольтамперной характеристики секции ИБС, а также датчик тока нагрузки, каждая ячейка-стабилизатор содержит отсекающий диод, связанный с обводной цепью, соединяющей катод указанного отсекающего диода с входным зажимом дросселя ключевого стабилизатора тока, и состоящей из обводного ключа и обводного диода, причем датчик тока нагрузки в каждой ячейке связан посредством блока управления с обводным ключом, а блок управления регулирует интервал проводимости обводного ключа в функции отношения величины тока нагрузки к току стабилизации: , общая точка соединения катодов всех отсекающих диодов связана с источником напряжения U0, величина которого задает горизонтальный участок вольт-амперной характеристики имитатора секционированной солнечной батареи, а отрицательная клемма источника U0 является общей отрицательной клеммой всех ячеек для соединения с нагрузкой 1. Device for simulating a partitioned solar battery with a common bus, containing input "plus" and "minus" clamps, designed to connect to the busbar DC power supply, N cells, current stabilizers, according to the number of sections of the solar battery simulator (IHD), using the PWM conversion, current stabilization Istab of the inductor of its own output filter, regardless of the load current, as well as the output of the “plus” and “minus” terminals designed to connect to the load, characterized in that in a variable resistance Rp, which determines the slope of the voltage portion of the current-voltage characteristic, and a shunt output of the cell resistance Rш, which determines the slope of the current section of the current-voltage characteristic of the IHD section, as well as a load current sensor, each stabilizer cell contains a cut-off diode connected to the bypass circuit connecting the cathode of the specified cut-off diode with the input terminal of the inductor of the key current stabilizer, and consisting of a bypass key and a bypass diode, and the current sensor the load in each cell is connected via a control unit with a bypass key, and the control unit controls the conduction interval of the bypass key as a function of the ratio of the load current to the stabilization current: the ampere characteristics of the simulator of a partitioned solar battery, and the negative terminal of the source U0 is the common negative terminal of all cells for connecting to the load

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для имитации вольт-амперных характеристик (ВАХ) солнечных батарей, используемых в качестве источника электроэнергии в наземных комплектах проверочной аппаратуры систем электроснабжения космических аппаратов.The utility model relates to electrical engineering and can be used to simulate the volt-ampere characteristics (I-V) of solar cells used as a source of electricity in ground-based sets of test equipment for power supply systems of spacecraft.

Известен вторичный источник питания, со специальной формой ВАХ (см. А.С. СССР №828814), используемый как имитатор солнечных батарей, состоящий из ряда преобразовательных ячеек-стабилизаторов тока, соединенных по входу с выводами для подключения питания Un, а по выходу через развязывающие диоды с нагрузкой. Выходы всех преобразовательных ячеек зашунтированы транзисторами, причем базовый вывод одного транзистора соединен с выходом узла сравнения, к входным выводам которого подключены источник опорного напряжения, выход источника питания и выход включенного в цепь нагрузки датчика тока. Базовые выводы остальных транзисторов через компараторы соединены с выходом датчика тока нагрузки.A secondary power source is known, with a special form of the CVC (see AS USSR No. 828814), used as a solar cell simulator, consisting of a series of converter current-stabilizer cells connected at the input to the terminals to connect Un power, and at the output through decoupling diodes with load. The outputs of all the converter cells are shunted by transistors, and the base terminal of one transistor is connected to the output of the comparison node, to the input terminals of which are connected the reference voltage source, the output of the power source and the output of the current sensor included in the load circuit. The basic conclusions of the remaining transistors through comparators are connected to the output of the load current sensor.

Недостатками такого источника являются низкие надежность и точность воспроизведения требуемых ВАХ из-за несовпадения значений выходных токов преобразовательных ячеек и порогов срабатывания компараторов.The disadvantages of this source are the low reliability and accuracy of the reproduction of the required I – V characteristics due to the mismatch of the output currents of the converter cells and the thresholds of the comparators.

Известен имитаторы солнечных батарей, состоящие из источника постоянного тока, шунтового линейного регулятора, датчика тока и функционального преобразователя, в которых обеспечивается получение вольт-амперных характеристик, близких к характеристикам солнечной батареи (патент США №3435328). Недостатком линейных регуляторов является их неэффективность в использовании электрической мощности, а также большой вес. Кроме того, их производительность может ухудшаться появлением паразитных колебаний на выходе.Known solar battery simulators, consisting of a direct current source, a shunt linear regulator, a current sensor and a functional converter, which provide current-voltage characteristics close to the characteristics of a solar battery (US patent No. 3435328). The disadvantage of linear regulators is their inefficiency in the use of electric power, as well as their high weight. In addition, their performance may be impaired by the appearance of spurious oscillations at the output.

Известен также вторичный источник питания (А.С. СССР №1579277), содержащий N ячеек-стабилизаторов тока, соединенных входами с выводами для подключения источника питающего напряжения, датчик тока нагрузки, узел сравнения опорного напряжения с суммарным значением напряжения на датчике тока и выходного напряжения, N транзисторов, N развязывающих диодов, N-1 компараторов и N-2 сумматоров.Also known is a secondary power source (AS USSR No. 1579277), containing N current-stabilizing cells connected by inputs to terminals for connecting a supply voltage source, a load current sensor, a node for comparing the reference voltage with the total voltage value of the current sensor and output voltage , N transistors, N isolation diodes, N-1 comparators and N-2 adders.

Недостатком этого вторичного источника питания является низкая точность воспроизведения требуемых ВАХ из-за смещения координаты крутопадающего участка ВАХ при выходе из строя ячейки-стабилизатора тока какого-либо из питающих каналов или из-за того, что в случае выхода из строя ячейки первого питающего канала развязывающий диод закрыт и линейный регулятор отключен от выходных выводов источника.The disadvantage of this secondary power source is the low accuracy of the reproduction of the required I – V characteristics due to a shift in the coordinate of the steeply dipping section of the I – V characteristic when a current stabilizer cell fails in one of the supply channels or because in the event of a failure of the first supply channel cell, the decoupling the diode is closed and the linear regulator is disconnected from the output terminals of the source.

Задачей полезной модели является создание модульной системы имитации секционированной солнечной батареи с повышенной точностью воспроизведения требуемых ВАХ, с одновременным повышением КПД и улучшенными массогабаритными характеристиками.The objective of the utility model is to create a modular system for simulating a partitioned solar battery with increased accuracy of reproduction of the required I – V characteristics, with simultaneous increase in efficiency and improved weight and size characteristics.

Поставленная задача в заявляемой полезной модели решается тем, что вторичный источник питания для имитации секционированной солнечной батареи, так же как и прототип, содержит входные «плюсовой» и «минусовой» зажимы, предназначенные для подключения к шинам источника питания постоянного тока, N ячеек-стабилизаторов тока, по числу секций имитатора солнечной батареи (ИБС), осуществляющих с помощью ШИМ-преобразования стабилизацию тока I_стаб дросселя собственного выходного фильтра независимо от тока нагрузки, а также выходные «плюсовой» и «минусовой» зажимы, предназначенные для подключения к нагрузке. В каждую ячейку-стабилизатор введено переменное сопротивление R_п, определяющее наклон участка напряжения вольтамперной характеристики, и шунтирующее выход ячейки сопротивление R_ш, определяющее наклон токового участка вольтамперной характеристики секции ИБС, а также датчик тока нагрузки. Каждая ячейка-стабилизатор содержит отсекающий диод, связанный с обводной цепью, соединяющей катод указанного отсекающего диода с входным зажимом дросселя ключевого стабилизатора тока, и состоящей из обводного ключа и обводного диода, причем датчик тока нагрузки в каждой ячейке связан посредством блока управления с обводным ключом, а блок управления регулирует интервал проводимости обводного ключа в функции отношения величины тока нагрузки к току стабилизации: общая точка соединения катодов всех отсекающих диодов связана с источником напряжения U₀, величина которого задает горизонтальный участок вольт-амперной характеристики имитатора секционированной солнечной батареи, а отрицательная клемма источника U₀ является общей отрицательной клеммой всех ячеек для соединения с нагрузкой, и каждая из ячеек имеет свою клемму положительной полярности для соединения с нагрузкой.The problem in the claimed utility model is solved by the fact that the secondary power source for simulating a partitioned solar battery, like the prototype, contains input “plus” and “minus” clamps designed to connect to the buses of a DC power supply, N stabilizer cells current, according to the number of sections of the solar battery simulator (CHD), using the PWM conversion, stabilizing the current I _{stub of the} inductor of its own output filter, regardless of the load current, as well as the output “plus” and “ negative "clamps designed to connect to the load. In each stabilizer cell, an alternating resistance R _p , which determines the slope of the voltage section of the current-voltage characteristic, and a shunt output of the cell, resistance R _w , which determines the slope of the current section of the current-voltage characteristic of the IHD section, as well as the load current sensor, are introduced. Each stabilizer cell contains a cut-off diode connected to a bypass circuit connecting the cathode of the specified cut-off diode to the input terminal of the key current stabilizer inductor, and consisting of a bypass key and a bypass diode, and the load current sensor in each cell is connected via the control unit to the bypass key, and the control unit controls the conduction interval of the bypass key as a function of the ratio of the load current to the stabilization current: the common point of connection of the cathodes of all the cut-off diodes is connected to a voltage source U ₀ , the value of which determines the horizontal portion of the current-voltage characteristic of the simulator of a partitioned solar battery, and the negative terminal of the source U ₀ is the common negative terminal of all cells for connecting to the load, and each of the cells has its positive polarity terminal for connection to the load.

Источник напряжения U₀ выполнен в виде параллельно соединенных конденсатора с зарядным и разрядным устройствами.The voltage source U _{0 is} made in the form of a parallel-connected capacitor with charging and discharge devices.

Зарядное устройство выполнено в виде конвертора постоянного тока в постоянный ток или переменного тока в постоянный ток с функцией стабилизации U₀.The charger is made in the form of a DC to DC converter or AC to DC with the stabilization function U ₀ .

Источник питания постоянного тока для питания ячеек-стабилизаторов тока выполнен на основе сетевого выпрямителя с фильтром и общего входного конвертора постоянного тока с функцией стабилизации напряжения, причем выходное напряжение конвертора составляет 1,1-1,15 величины напряжения U₀.The DC power source for supplying current stabilizer cells is based on a network rectifier with a filter and a common input DC converter with voltage stabilization function, and the output voltage of the converter is 1.1-1.15 of the voltage U ₀ .

В этом случае разрядное устройство выполнено в виде рекуперирующего преобразователя на базе повышающего преобразователя, который нагружен на фильтр входного конвертора, питающего ячейки-стабилизаторы.In this case, the discharge device is made in the form of a regenerative converter based on a boost converter, which is loaded on the filter of the input converter, which feeds the stabilizer cells.

Ячейки-стабилизаторы могут быть выполнены на основе индивидуальных конверторов постоянного тока с функцией стабилизации тока в каждой ячейке-стабилизаторе, питающихся от сетевого выпрямителя с фильтром.The stabilizer cells can be made on the basis of individual DC converters with the function of stabilizing the current in each stabilizer cell, powered by a mains rectifier with a filter.

В этом случае разрядное устройство выполнено в виде рекуперирующего преобразователя на базе повышающего преобразователя с согласующим конвертором, выход которого нагружен на общий фильтр выпрямителя, питающего конверторы стабилизаторов тока ячеек.In this case, the discharge device is made in the form of a regenerative converter based on a boost converter with a matching converter, the output of which is loaded on a common filter of the rectifier supplying the converters of the cell current stabilizers.

Принцип действия заявляемого устройства имитации секционированной солнечной батареи с общей шиной основан на преобразовании электроэнергии питающей сети с помощью промежуточных звеньев повышенной частоты в энергию постоянного тока на выходе имитатора, и формировании его ВАХ с улучшенными динамическими характеристиками Выполнение системы имитации в соответствии с заявляемой полезной моделью позволяет имитировать совместную или раздельную работу любого набора секций СБ, точно имитируя вольт-амперную характеристику солнечных батарей в различных условиях, таких как затемнение, старение и колебания температуры. При этом ток в каждой ячейке стабилизируется собственным ключевым стабилизатором, который обеспечивает постоянство тока на токовом участке ВАХ за счет параметрического перераспределения выходного тока ячейки и тока отсекающего диода при их заданной стабильной сумме, а ограничение выходного напряжения ИБС заданным стабильным уровнем на участке стабилизации напряжения вольтамперной характеристики ИБС обеспечивается за счет источника U₀, которым в схеме является конденсатор вместе с зарядным и разрядным устройствами.The principle of operation of the inventive device simulating a partitioned solar battery with a common bus is based on the conversion of electric power from the mains using intermediate links of increased frequency into direct current energy at the output of the simulator, and the formation of its current-voltage characteristic with improved dynamic characteristics. The simulation system in accordance with the claimed utility model allows you to simulate joint or separate operation of any set of SB sections, accurately simulating the current-voltage characteristic of solar batteries s in different conditions, such as darkening, aging and temperature variations. In this case, the current in each cell is stabilized by its own key stabilizer, which ensures constant current in the current section of the I – V characteristic due to the parametric redistribution of the output current of the cell and the current of the cut-off diode at their given stable sum, and the limitation of the output voltage of the IHD to a given stable level in the voltage stabilization section of the current-voltage characteristic IHD is provided by the source U ₀ , which in the circuit is a capacitor together with a charging and discharge devices.

Далее сущность заявляемого устройства объясняется с помощью рисунков, на которых представлена структурная схема многоканальной системы имитации секционированной солнечной батареи с общей шиной при питании от общего конвертора постоянного тока с функцией стабилизации напряжения (фиг.1), и при питании от индивидуальных конверторов постоянного тока с функцией стабилизации тока (фиг.2). На фиг.1 устройство для имитации секционированной солнечной батареи содержит общий сетевой выпрямитель 1 с фильтром 2 и общий входной конвертор DC/DC 3 с функцией стабилизации напряжения, и N секций ячеек-стабилизаторов 4₁-4_N. Каждая ячейка-стабилизатор 4 включает ключевой преобразователь с дросселем 5, датчиком тока обратной связи 6, связанным посредством блока управления 7 с ключом 8. В состав блока управления 7 входит ШИМ-преобразователь, и на управляющий вход блока управления подается напряжение уставки. В каждую ячейку-стабилизатор 4 введены резисторы R_П и R_Ш. Величиной резистора R_П задается наклон ВАХ на токовом участке. Резистор R_П задает наклон ВАХ на участке напряжения. Конденсатор 9 имитирует выходную емкость ячейки реальной солнечной батареи. В каждую ячейку введен отсекающий диод 10. Общая точка соединения катодов отсекающих диодов 10 всех ячеек связана с источником U₀, роль которого в данной схеме выполняет конденсатор 11 совместно с зарядным 12 и разрядным 13 устройствами. Зарядное устройство 12 в данном техническом решении выполнено в виде конвертора постоянного тока с функцией стабилизации U₀, а разрядное устройство 13 с функцией стабилизации U₀ - в виде рекуперирующего преобразователя, выполненного на базе повышающего преобразователя, выход которого нагружен на выходной фильтр 2 входного конвертора, питающего ячейки 4. Для снижения мощности, поступающей в источник U₀ (конденсатор 11) в режимах, когда I_нагр<I_стаб., общая точка соединения катода отсекающего диода 10 в каждой ячейке соединена через обводной ключ 14 и обводной диод 15 с «входным» зажимом дросселя 5 ключевого стабилизатора тока. Обводной ключ 14 управляется блоком управления 16, в зависимости от тока нагрузки, измеряемого датчиком тока 17 по закону где γ - коэффициент заполнения сигнала управления ключом 16.Further, the essence of the claimed device is explained using the drawings, which show the structural diagram of a multi-channel system for simulating a partitioned solar battery with a common bus when powered from a common DC converter with voltage stabilization function (Fig. 1), and when powered from individual DC converters with a function current stabilization (figure 2). In Fig.1, a device for simulating a partitioned solar battery contains a common network rectifier 1 with a filter 2 and a common input DC / DC 3 converter with voltage stabilization function, and N sections of stabilizer cells 4 ₁ -4 _N. Each stabilizer cell 4 includes a key converter with a choke 5, a feedback current sensor 6, connected by means of a control unit 7 with a key 8. The control unit 7 includes a PWM converter, and the set voltage is applied to the control input of the control unit. In each cell stabilizer 4 introduced resistors R _P and R _W. The resistor value R _P sets the slope of the I – V characteristic in the current section. The resistor R _P sets the slope of the I – V characteristic in the voltage section. The capacitor 9 simulates the output capacitance of a cell of a real solar battery. A cut-off diode 10 is introduced into each cell. The common connection point of the cathodes of the cut-off diodes 10 of all cells is connected to the source U ₀ , the role of which in this circuit is played by the capacitor 11 together with the charging 12 and discharge 13 devices. The charger 12 in this technical solution is made in the form of a DC converter with the stabilization function U ₀ , and the discharge device 13 with the stabilization function U ₀ is in the form of a regenerative converter based on a boost converter, the output of which is loaded on the output filter 2 of the input converter, supply cell 4. To reduce the power supplied to the source U ₀ (capacitor 11) in the modes when I _load <I _stab ., the common connection point of the cathode of the cut-off diode 10 in each cell is connected through a bypass switch Part 14 and a bypass diode 15 with an “input” clamp of the inductor 5 of the key current stabilizer. The bypass key 14 is controlled by the control unit 16, depending on the load current measured by the current sensor 17 according to the law where γ is the fill factor of the key control signal 16.

На фиг.2 устройство для имитации секционированной солнечной батареи содержит общий сетевой выпрямитель 1 с фильтром 2 и индивидуальные конверторы постоянного тока 18₁-18_N. На этой схеме датчик тока обратной связи 6 в каждой ячейке связан с блоком управления ключом индивидуального стабилизатора тока 18. Далее схема устройства аналогична схеме, представленной на фиг.1, за исключением того, что повышающий преобразователь 13, связан с согласующим конвертором 19, выход которого нагружен на общий входной фильтр 2 источника, питающего ячейки 4.In Fig.2, a device for simulating a partitioned solar battery contains a common mains rectifier 1 with a filter 2 and individual DC converters 18 ₁ -18 _N. In this diagram, the feedback current sensor 6 in each cell is connected to the key control unit of the individual current stabilizer 18. Further, the device circuit is similar to the circuit shown in Fig. 1, except that the boost converter 13 is connected to a matching converter 19, the output of which loaded on a common input filter 2 of the source, the supply cell 4.

Устройство на фиг.1 работает следующим образом: При подаче напряжения питания в каждой ячейке начинает работать широтно-импульсный модулятор, включенный в состав блока управления 7 ячейки-стабилизатора тока 4, обеспечивая стабилизацию тока дросселя 5 независимо от тока нагрузки. Блок управления 7 вырабатывает сигналы управления и подает их на ключ 8, включая его с определенной частотой. Выходы всех ячеек-стабилизаторов тока через отсекающие диоды 10 с быстрым восстановлением связаны с источником U₀, выполненным в виде конденсатора 11, соединенного с общей отрицательной шиной ИБС для подключения нагрузки. Параллельно конденсатору 11 подключены зарядное устройство 12 и разрядное устройство 13 для стабилизации напряжения U₀. При уменьшении сопротивления нагрузки от холостого хода до величины тока I_нагр=I_стаб, напряжение на нагрузке определяется U₀ и падением на отсекающих диодах 10 соответствующих ячеек. Причем ток дросселя 5 разделяется на 2 составляющие - одна составляющая течет через нагрузку, а вторая (представляющая собой разницу между стабильным током дросселя и током нагрузки) течет через отсекающий диод 10, заряжая конденсатор 11 на интервалах замкнутого состояния основного ключа 8 и разомкнутого состояния обводного ключа 14. А на интервалах замкнутого состояния ключа 14 и разомкнутого состояния ключа 8 эта составляющая тока дросселя течет через осекающий диод 10, обводной ключ 14, обводной диод 17, и далее на «входную» клемму дросселя 5, т.о. замыкая часть тока, равную (I_стаб-I_нагр) по нулевому контуру, и препятствуя избыточному впрыску энергии в источник U₀ при сохранении и стабилизации тока I_стаб, при этом конденсатор 11 разряжается током I_нагр. Ключ 14 отпирается на интервалах паузы основного ключа 8 ячейки-стабилизатора. Относительная длительность открытого состояния ключа 14 регулируется по закону . На интервалах разомкнутого состояния обводного ключа 14 ток ячейки-стабилизатора 4 разделяется на две составляющие, одна течет через нагрузку, а другая составляющая заряжает конденсатор 11. В этой системе конденсатор 11 вместе с зарядным 12 и разрядным 13 устройствами является источником U₀ для всех ячеек, стабилизирующим напряжение ВАХ на участке напряжения. При этом резисторы R_П и R_Ш задают наклон ВАХ на участках регулирования напряжения и тока, соответственно. Для стабилизации напряжения на конденсаторе 11 до величины U₀ используются зарядное устройство 12 и разрядное устройство 13. Зарядное устройство 12 постоянно поддерживает напряжение на конденсаторе 11, подзаряжая его. При изменении сопротивления нагрузки таком, что I_нагр<I_стаб, ток дросселя 5 равный I_стаб-I_нагр на интервале открытого состояния ключа 8 поступает на зарядку конденсатора 11. Для того чтобы сбросить излишний заряд конденсатора, включается разрядное устройство 13, представляющее собой рекуперирующий преобразователь, выполненный на базе повышающего преобразователя, выход которого нагружен на общий фильтр 2 источника, питающего ячейки 4 имитатора. Разрядное устройство 13 сбрасывает излишки мощности в фильтр 2 источника питания, обеспечивая при этом повышение КПД устройства. Таким образом, конденсатор 11 заряжается током (I_стаб-I_нагр) при замкнутом ключе 8 и разомкнутом ключе 14, а разряжается током I_нагр при разомкнутом ключе 8 и замкнутом ключе 14, и вместе с зарядным 12 и разрядным 13 устройствами обеспечивает стабилизацию выходного напряжения имитатора заданным стабильным уровнем U₀ на участке стабилизации напряжения ВАХ для всех ячеек. При этом напряжения уставки зарядного 12 и разрядного 13 устройств отличаются на некоторую постоянную величину ΔU, для того, чтобы эти устройства не работали одновременно: Uуст.зу<Uуст.ру.The device in figure 1 works as follows: When a supply voltage is applied in each cell, a pulse-width modulator, included in the control unit 7 of the current stabilizer cell 4, starts to work, providing stabilization of the inductor 5 current regardless of the load current. The control unit 7 generates control signals and provides them to the key 8, including it with a certain frequency. The outputs of all the cells of the current stabilizers through the cut-off diodes 10 with fast recovery are connected to the source U ₀ , made in the form of a capacitor 11 connected to a common negative bus of IHD for connecting the load. Parallel to the capacitor 11, a charger 12 and a discharge device 13 are connected to stabilize the voltage U ₀ . With decreasing load impedance from idle to a value of current I _LOAD = I _stub, the load voltage U ₀ is determined and falling shut-off diodes 10 of the respective cells. Moreover, the current of the inductor 5 is divided into 2 components - one component flows through the load, and the second (which is the difference between the stable inductor current and the load current) flows through the cut-off diode 10, charging the capacitor 11 at intervals of the closed state of the main key 8 and the open state of the bypass key 14. And at the intervals of the closed state of the key 14 and the open state of the key 8, this component of the inductor current flows through the cut-off diode 10, the bypass key 14, the bypass diode 17, and then to the “input” terminal of the inductor 5, t. . closing of the current is equal to (I _stub -I _heating) according to the zero loop, and preventing excessive energy injection source U ₀ for maintaining and stabilizing current I _stub, the capacitor 11 discharges current I _LOAD. The key 14 is unlocked at intervals of pause of the main key 8 of the cell stabilizer. The relative duration of the open state of the key 14 is regulated by law . At intervals of the open state of the bypass switch 14, the current of the cell stabilizer 4 is divided into two components, one flows through the load, and the other component charges the capacitor 11. In this system, the capacitor 11 together with the charging 12 and discharge 13 devices is the source of U ₀ for all cells, stabilizing the voltage-voltage characteristic in the voltage section. In this case, the resistors R _P and R _W set the slope of the I – V characteristic in the voltage and current regulation sections, respectively. To stabilize the voltage on the capacitor 11 to a value of U ₀ , a charger 12 and a discharge device 13 are used. The charger 12 constantly maintains the voltage on the capacitor 11, recharging it. When changing the load resistance such that I _LOAD <I _stub, the current I is equal to the throttle 5 _stub -I _heating at the range of 8 open key state is supplied to the charging capacitor 11. In order to relieve the excessive charging of the capacitor, switched discharge device 13, which is a recovered a converter made on the basis of a boost converter, the output of which is loaded on a common filter 2 of the source, supplying the cell 4 of the simulator. The discharge device 13 dumps excess power into the filter 2 of the power source, while providing increased efficiency of the device. Thus, the capacitor 11 charging current (I _stub -I _heating) with the closed key 8 and the open key 14, and the discharged current I _LOAD at the open key 8 and the closed switch 14, and with the battery 12 and the discharge device 13 provides an output voltage stabilization the simulator with a given stable level U ₀ in the voltage-voltage characteristic section of the I – V characteristic for all cells. At the same time, the voltage settings of the charging 12 and discharge 13 devices differ by a certain constant value ΔU, so that these devices do not work at the same time: Uinstall <Uust.ru.

Устройство, показанное на Фиг.2 работает аналогичным образом, за исключением того, что сигнал с датчика тока 6 передается на блок управления ключевым элементом в составе индивидуального конвертора постоянного тока 18 соответствующей ячейки 4. Кроме того, повышающий преобразователь соединен с введенным согласующим конвертором постоянного тока 19, который нагружен на общий фильтр выпрямителя, питающего конверторы ячеек-стабилизаторов. В остальном работа устройства на фиг.2 ничем не отличается от работы устройства на фиг.1.The device shown in FIG. 2 works in a similar way, except that the signal from the current sensor 6 is transmitted to the control unit of the key element in the individual DC converter 18 of the corresponding cell 4. In addition, the boost converter is connected to the input matching DC converter 19, which is loaded on the common filter of the rectifier supplying the converters of the stabilizer cells. Otherwise, the operation of the device in figure 2 is no different from the operation of the device in figure 1.

Таким образом, в указанном устройстве имитатора секционированной солнечной батареи ток на токовом участке ВАХ стабилизируется в каждой ячейке собственным ключевым стабилизатором тока, а напряжение на участке напряжения ВАХ стабилизируется с помощью общего для всех секций стабилизирующего блока, роль которого в данном устройстве выполняет конденсатор 11 относительно большой емкости, подключенный к общей точке соединения катодов отсекающих диодов 10 всех секций, вместе с зарядным 12 и разрядным 13 устройствами.Thus, in the specified device of the simulator of a partitioned solar battery, the current in the current section of the I – V characteristic is stabilized in each cell by its own key current stabilizer, and the voltage in the section of the I – V voltage is stabilized using a stabilizing unit common to all sections, the role of which is relatively large in the device capacitance connected to a common connection point of the cathodes of the cut-off diodes 10 of all sections, together with a charging 12 and discharge 13 devices.

Claims

1. A device for simulating a partitioned solar battery with a common bus, containing input "plus" and "minus" clamps, designed to connect to the busbar DC power supply, N cells, current stabilizers, the number of sections of the solar battery simulator (CHD), carrying using a PWM conversion, current stabilization I _{stub of the} inductor of its own output filter, regardless of the load current, as well as output “plus” and “minus” clamps designed to connect to the load, characterized in that in Each stabilizer cell has an alternating resistance R _p , which determines the slope of the voltage section of the current-voltage characteristic, and a cell shunt, resistance R _w , which determines the slope of the current section of the current-voltage characteristic of the IHD section, as well as a load current sensor, each stabilizer cell contains a cut-off diode associated with a bypass circuit connecting the cathode of the specified cut-off diode to the input terminal of the inductor of the key current stabilizer, and consisting of a bypass key and a bypass diode, the sensor Single load in each cell is connected via a control unit with a bypass key, and the control unit controls the bypass switch conduction interval as a function of the ratio of the load current to the current stabilization:

, the common point of connection of the cathodes of all the cut-off diodes is connected to a voltage source U ₀ , the value of which determines the horizontal portion of the current-voltage characteristic of the simulator of a partitioned solar battery, and the negative terminal of the source U ₀ is the common negative terminal of all cells for connecting to the load, and each of the cells It has its own terminal of positive polarity for connection to the load.

2. A device for simulating a partitioned solar battery according to claim 1, characterized in that the voltage source U _{0 is} made in the form of a parallel-connected capacitor and a charging and discharge devices.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the DC power source for supplying current stabilizer cells is based on a network rectifier with a filter and a common input DC converter with voltage stabilization function, and the output voltage of the converter is 1.1 -1.15 magnitude of the voltage U ₀ .

4. The device according to claim 3, characterized in that the charger is made in the form of a DC to DC converter or AC to DC with the stabilization function U ₀ .

5. The device according to claim 3, characterized in that the discharge device is made in the form of a recovery converter based on a boost converter, which is loaded on the filter of the input converter, which feeds the stabilizer cells.

6. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the stabilizer cells are made on the basis of individual DC converters with the function of stabilizing the current in each cell, powered by a network rectifier with a filter.

7. The device according to claim 6, characterized in that the discharge device is made in the form of a recuperative converter based on a boost converter with a matching converter, the output of which is loaded on a common rectifier filter supplying the current stabilizers of the cells.

8. The device according to claim 6, characterized in that the charger is made in the form of a constant current converter, powered by a rectifier filter.