SU915186A1 - Simulator of dc voltage socrce with high internal resistance - Google Patents
Simulator of dc voltage socrce with high internal resistance Download PDFInfo
- Publication number
- SU915186A1 SU915186A1 SU802870674A SU2870674A SU915186A1 SU 915186 A1 SU915186 A1 SU 915186A1 SU 802870674 A SU802870674 A SU 802870674A SU 2870674 A SU2870674 A SU 2870674A SU 915186 A1 SU915186 A1 SU 915186A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- simulator
- output
- input
- voltage
- converter
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано при разработке устройств, имитирующих работу источников постоянного напряжения с большим внутренним сопротивлением, в-частности солнечных батарей.The invention relates to a power converter equipment and can be used in the development of devices that mimic the operation of constant voltage sources with high internal resistance, in particular solar cells.
Известны имитаторы солнечных батарей, состоящие из источников постоянного тока, шунтового линейного регулятора, датчика тока и функционального, лреобразотеля, в которых обеспечивается получение вольт-амперных характеристик, близких к характеристике солнечной батареи[1^.Known simulators of solar cells, consisting of DC sources, shunt linear regulator, current sensor and functional, transducer, in which the current-voltage characteristics are obtained, close to the characteristics of the solar battery [1 ^.
Недостаток таких имитаторов - низкий КПД, большая масса и габариты.The disadvantage of such simulators - low efficiency, large mass and size.
Известны также имитаторы солнечных батарей', в которых для улучшения энергетических и массогабаритных показателей силовая часть выполнена в виде ряда преобразовательных ячеек стабилизаторов тока, соединенных с нагрузкой через развязывающие диодыAlso known are solar cell simulators', in which, in order to improve energy and mass-dimensional parameters, the power section is made as a series of conversion cells of current stabilizers connected to the load via decoupling diodes
22
и зашунтированных по выходу упрабляющими ключами, линейного регулирующего органа и схемы управления, содержащих коммутатор, датчик тока, функциональный преобразователь и схему сравнения^and output-shunted keys, a linear regulator and a control circuit containing a switch, a current sensor, a functional converter and a comparison circuit ^
Однако и в таких имитаторах на регулирующем транзисторе выделяется значительная мощность потерь, особенно при небольшом числе преобразовательных ячеек. Это снижает КПД имитатора .However, even in such simulators a significant power loss is generated on the control transistor, especially with a small number of converter cells. This reduces the efficiency of the simulator.
Ближайшим по технической сути к изобретению устройством является имитатор .солнечной батареи [2].The closest in technical essence to the invention is a simulator of a solar battery [2].
Цель изобретения - повышение КПД имитатора.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the simulator.
Поставленная цель достигается тем, что в имитаторе солнечной батареи, состоящем из ряда преобразовательных ячеек - стабилизаторов тока, подключенных по входу к источнику питающего напряжения, а по выходу - к нагрузке через разделительные диодыThis goal is achieved by the fact that in the simulator of a solar battery, consisting of a number of converter cells - current regulators, connected at the input to the power supply voltage, and at the output - to the load through the separation diodes
3 9151863 915186
4four
зашунтированных управляемыми ключами, регулирующего транзистора, комт мутатора, связанного своими выходами с управляемыми ключами, входом - с датчиком тока нагрузки, и схемы срав- 5 нения выходных напряжений имитатора и датчика тока, соединенных с базой регулирующего транзистора, регулирующий транзистор подключен к 'выходным выводам имитатора через блокирую- »0 щий диод и входные выводы двухтактного преобразователя постоянного напряжения , выход которого подключен к входным выводам, причем указанный имитатор может быть выполнен обратнымиshunted controlled keys, a regulating transistor, a commutator connected by its outputs with controlled keys, an input to a load current sensor, and a comparison circuit of the output voltages of the simulator and current sensor connected to the base of the regulating transistor, the regulating transistor is connected to the 'output terminals the simulator through a blocking diode and the input pins of the push-pull DC / DC converter, the output of which is connected to the input pins, and the specified simulator can be made inverse mi
Кроме того, в имитаторе может быть введена дополнительная стабилизированная по току преобразовальная ячейка, вход которой подключен к входным выводам, а выход - непосредственно к вы- 20 ходным выводам имитатора.In addition, an additional current-stabilized conversion cell can be entered in the simulator, the input of which is connected to the input terminals and the output directly to the output terminals of the simulator.
На фиг. 1 показана принципиальная схема имитатора солнечной батареи,* на фиг. 2 - график, поясняющий принцип работы имитатора. 25FIG. 1 shows a circuit diagram of a solar panel simulator, * in FIG. 2 is a graph explaining the principle of operation of the simulator. 25
Имитатор солнечной батареи, подключенный к источнику питающего напряжения 1, содержит ряд преобразовательных ячеек - стабилизаторов тока 2|- 2^, управляемые ключи 3^ ~ 3^-4) » Раз_ зоThe simulator of the solar battery, connected to the source of the supply voltage 1, contains a number of converter cells - current stabilizers 2 | - 2 ^, controlled keys 3 ^ ~ 3 ^ -4) »P az_z
делительные диоды 4., -4^.^ , коммутатор 5 > содержащий ряд компараторов .divider diodes 4., -4 ^. ^, switch 5> containing a number of comparators.
5-1 » регулирующий транзистор 6,5-1 "control transistor 6,
блокирующий диод 7, обратимый двухтактный преобразователь постоянного 35 напряжения 8, в который входят силовые транзисторы 9^ и 9^» зашунтированные обратными диодами 10^ и 10.2., входной конденсатор 11, трансформатор 12, выпрямительные диоДы 13^ и 13г., 40blocking diode 7, reversible push-pull converter of DC 35 voltage 8, which includes 9 ^ and 9 ^ power transistors, shunted by reverse diodes 10 ^ and 10.2., input capacitor 11, transformer 12, rectifier diodes 13 ^ and 13g., 40
вспомогательные транзисторы 14^ и 1ч^^ схему сравнения 15 и датчик тока 16. Выход имитатора соединен с нагрузкой 17Преобразовательные ячейки 24 по входу подключены к источнику 1.auxiliary transistors 14 ^ and 1h ^^ the comparison circuit 15 and the current sensor 16. The output of the simulator is connected to the load 17. The conversion cells 2 4 are connected to the source 1 at the input.
По выходу ячейки подключены к нагрузке через разделительные диоды и зашунтированы управляемыми ключами 3-, “3(г4-1) , а ячей-50 ка 2Ν соединена с нагрузкой непосредственно, Управляемые ключи 3^ -3(ν-ι)πο в*°ДУ соединены с соответствующими выходами компараторов 5^-5 (Ν-Ό ’ одни входы которых подклюг 55 чены к источникам опорных напряжений, а другие - к выходу датчика тока 16. Регулирующий транзистор 6 подключенOn the output of the cell, they are connected to the load via dividing diodes and shunted with controlled keys 3-, “3 (g4-1), and cell 50 Ν is connected to the load directly, Controlled keys 3 ^ -3 (ν-ι) πο into * ° controller coupled to respective outputs of comparators 5 ^ -5 (Ν-Ό 'some inputs 55 which podklyug cheny to the reference voltage source, and the other - to the output current sensor 16. The control transistor 6 is connected
параллельно выходу имитатора через диод 7 и входные выводы обратимого двухтактного преобразователя 8, зашунтированные конденсатором 11. К первичным полуобмоткам трансформатора 12 преобразователя подключены силовые транзисторы 9^ и 92 и обратные диоды 10^ и 102> а ко вторичным полуобмоткам соответственно выпрямительные диоды 13ί и 132 и транзисторы 14^ и 14^. Выходные выводы преобразователя 8 соединены с источником 1. Выход схемы сравнения 15 связан с базой регулирующего транзистора 6, а входы соответственно с выходом имитатора и выходом датчика тока 16.parallel to the output of the simulator through the diode 7 and the input pins of the reversible push-pull converter 8, shunted by capacitor 11. Power transistors 9 ^ and 92 and reverse diodes 10 ^ and 102> are connected to the primary half-windings of the transformer 12 of the converter and rectifier diodes 13ί and 13 2 respectively and transistors 14 ^ and 14 ^. The output pins of the converter 8 are connected to the source 1. The output of the comparison circuit 15 is connected to the base of the regulating transistor 6, and the inputs respectively to the output of the simulator and the output of the current sensor 16.
Работа имитатора протекает следующим образом.The simulator proceeds as follows.
Все преобразовательные ячейки 2^- 2М обеспечивают на своих выходах протекание стабилизированного постоянного тока Ц. В режиме холостого хода имитатора напряжение с входа датчика 16 - максимально и превышаетAll converter cells of 2 ^ - 2 M provide at their outputs a flow of stabilized direct current Ts. In idle mode of the simulator, the voltage from the sensor input 16 is maximum and exceeds
опорные напряжения иоп г иоп(^-1) всех компараторов коммутатора 5 (фиг.2). При этом на выходах всех компараторов напряжение положительно, а управляемые ключи 3-| - З(ц_-,} замкнуты. Этим обеспечивается короткое замыкание ячеек 2^- и полное отключение ихreference voltage and op g and op (^ -1) of all comparators of switch 5 (figure 2). In this case, at the outputs of all the comparators, the voltage is positive, and the controlled keys 3- | - З (ц_-,} are closed. This ensures a short circuit of cells 2 ^ - and their complete shutdown
от цепи нагрузки 17 разделительными диодами - 4(м_,0 .from the load circuit 17 separating diodes - 4 (m_, 0.
В таком режиме в общую цепь ток поступает только от одной ячейки 2 и протекает полностью через регулирующий транзистор 6. Напряжение наIn this mode, the current is supplied to the common circuit only from one cell 2 and flows completely through the control transistor 6. The voltage to
выходе датчика тока Тб линейно' уменьшается по мере возрастания тока нагрузки , и это же напряжение является опорным для линейного стабилизатора напряжения, представленного транзистором .6 и схемой сравнения 15- Так как при 1ц= 0 напряжение максимально, то и напряжение на нагрузке 11ц тоже максимально, поскольку указанный стабилизатор в любом случае стремится обеспечить условие ий £ ц,6.the output of the current sensor TB linearly decreases as the load current increases, and the same voltage is the reference for the linear voltage regulator represented by the transistor .6 and the comparison circuit 15- Since the voltage is maximum at 1 c = 0, the voltage at the 11 c load is also maximum , since the specified stabilizer in any case seeks to ensure the condition and d £ c, 6 .
По мере возрастания тока 1ц , ток по транзистору 6 и напряженияWith increasing current 1c, current transistor 6 and voltage
Ц^и ин уменьшаются. При 1ц = напряжение 1)^ достигнет уровня 11оги, в результате чего компаратор 5^ опрокинется, а ключ 3-1 разомкнется. Токи 15и Т& (фиг.1) скачкообразно возрастут, а напряжение 1Ц как и раньше полностью определится током нагрузки. Дальнейшее увеличение 1ц приведет кC ^ and and n decrease. At 1 c = voltage 1) ^ it will reach level 11 ogi , as a result of which the comparator 5 ^ will overturn, and the key 3-1 will open. The currents 1 5 and T & (figure 1) will abruptly increase, and the voltage 1C, as before, will be completely determined by the load current. A further increase in 1c will lead to
915186915186
последующему уменьшению и ин.a subsequent decrease in and and n .
При 1нг2 1<, подключится з работу новая ячейка 22 и Т.д.At 1 n r2 1 <, the new cell 2 2 and so on will connect to work.
Увеличение 1ц происходит вплоть до значения 1И = , при 5An increase of 1 c occurs up to the value 1 And =, with 5
котором все ячейки оказываются подключенными к нагрузке, а ток·1^=0. Дальнейшее уменьшение сопротивления нагрузки 17 не может привести к росту 1н» з сопровождается только сни- 10 жением выходного напряжения 11ц.where all cells are connected to the load, and the current is 1 ^ = 0. Further reduction of load resistance 17 can not lead to an increase in 1N "of only accompanied by decrease of the output voltage 10 zheniem 11ts.
При уменьшении тока нагрузки на? блюдается обратный процесс, когда "лишние" ячейки переходят из режима передачи энергии в нагрузку в ре- 15 жим короткого замыкания.When the load current decreases by? The reverse process is observed, when the “extra” cells are transferred from the energy transfer mode to the load to the short circuit mode.
Для повышения КПД имитатора и снижения рабочего напряжения и мощности рассеяния на регулирующем транзисторе 6 в его коллекторную цепь 20 введен обратимый двухтактный преобразователь постоянного напряжения 8. Ток 16 поочередно проходит по транзисторам 94 и 92 , при этом мощность 16ив возвращается в ис- 25 точник 1. Напряжение иβ на входе преобразователя 8 определяется величиной и^~ ’ Щ, где<Ц/«/£ коэффициент трансформации трансформатора 12*, Щ - напряжение на источнике 1. 30To improve efficiency and reduce the simulator operating voltage and the power dissipation across the control transistor 6 in its collector circuit 20 is entered reversible push-pull DC converter 8. The current 1 6 alternately passes through transistors 92 and September 4, wherein the power 1 to 6 and returns to IP - 25 point 1. Voltage and β at the input of the converter 8 is determined by the value u ^ ~ ', where <Ц / «/ £ the transformer ratio of the transformer 12 *, U - the voltage on the source 1. 30
Выбрав параметры и таким образом , чтобы ΙΙβ инопт, можно существенно снизить напряжение на транзисторе 6 и-возвратить соответствующую часть мощности в источник 1. 35By choosing the parameters and in such a way that ΙΙβ and nopt , it is possible to significantly reduce the voltage on the transistor 6 and to return the corresponding part of the power to the source 1. 35
Так как по транзистору 6 в общем случае может протекать ток пульсирующего характера (когда велико значение 1^~) или ток, изменяющийся из-за 40 изменения 1ц, входные выводы преобразователя заШунтированы конденсатором 11, что улучшает работу преобразователя. Для того, чтобы при коротком замыкании в цепи нагрузки разрядный 45 ток конденсатора 11 не протекал в инверсном направлении по транзистору 6, последовательно с последним включен блокирующий диод 7. .Since transistor 6 in general can have a pulsating current (when 1 ^ ~ is high) or a current varying due to 40 1c change, the input terminals of the converter are shunted by capacitor 11, which improves the operation of the converter. In order that during a short circuit in the load circuit the discharge current 45 of the capacitor 11 does not flow in the inverse direction of the transistor 6, the blocking diode 7 is connected in series with the latter.
5050
При работе имитатора в режиме короткого замыкания напряжение на конденсаторе 11 - ив может снизиться до нуля за счет тока холостого хода преобразователя. А это вызовет увеличение напряжения и мощности рассеяния на транзисторе 6 в первые моменты после скачкообразного возрастания (при сбросе тока нагрузки).When the simulator is in short-circuit mode, the voltage on the capacitor 11 - and in can be reduced to zero due to the no-load current of the converter. And this will cause an increase in voltage and power dissipation on the transistor 6 in the first moments after an abrupt increase (when the load current is reset).
Для исключения такого явления преобразователь 8 выполняется обратимым (наличие транзисторов 14 , 1Л2 и диодов ΙΟ4, 11р. В такой схеме напряжение υθ на входе преобразователя всегда равно величине Ц,. ъ ииопГ а потому и мощность на транзисторе 6 * не может превысить величину ι&(υΗχχ-υΗοπτ λ·To exclude such a phenomenon, the converter 8 is reversible (the presence of transistors 14, 1Л 2 and diodes ΙΟ4, 11p. In this circuit, the voltage υθ at the input of the converter is always equal to the value of C ,. ъ and iopG, and therefore the power at transistor 6 * cannot exceed ι & (υ Η χχ-υ Ηοπ τ λ ·
При работе имитатора в режиме максимальной отдачи мощности (Цн*иНопт ~ напряжение на транзисторе о практически равно нулю, а потому КПД имитатора особенно высок.When the simulator operates in the mode of maximum power output (TSn * and H opt ~, the voltage across the transistor is almost zero, and therefore the efficiency of the simulator is especially high.
Для упрощения схемы одна из ячеек (2#') подключена к нагрузке непосредственно, что позволяет по сравнению с известной схемой исключить из устройства один разделительный диод и один компаратор.To simplify the circuit, one of the cells (2 # ') is connected to the load directly, which makes it possible to exclude one isolating diode and one comparator from the device in comparison with the known circuit.
Таким образом, предложенное устройство по сравнению с известным характеризуется большим КПД, что и делает его более предпочтительным для Применения.Thus, the proposed device in comparison with the known is characterized by a high efficiency, which makes it more preferable for use.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802870674A SU915186A1 (en) | 1980-01-10 | 1980-01-10 | Simulator of dc voltage socrce with high internal resistance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802870674A SU915186A1 (en) | 1980-01-10 | 1980-01-10 | Simulator of dc voltage socrce with high internal resistance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU915186A1 true SU915186A1 (en) | 1982-03-23 |
Family
ID=20872668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802870674A SU915186A1 (en) | 1980-01-10 | 1980-01-10 | Simulator of dc voltage socrce with high internal resistance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU915186A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0369635A2 (en) * | 1988-11-12 | 1990-05-23 | British Aerospace Public Limited Company | Power supplies |
-
1980
- 1980-01-10 SU SU802870674A patent/SU915186A1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0369635A2 (en) * | 1988-11-12 | 1990-05-23 | British Aerospace Public Limited Company | Power supplies |
US4999524A (en) * | 1988-11-12 | 1991-03-12 | British Aerospace Public Limited Company | Solar array power simulator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4695785A (en) | Circuit arrangement for feeding an electrical load from a solar generator | |
SU915186A1 (en) | Simulator of dc voltage socrce with high internal resistance | |
RU2726946C1 (en) | Ac voltage regulator | |
CN201349178Y (en) | Digital power control unit | |
RU201749U1 (en) | A device for simulating a sectioned solar battery | |
SU951592A1 (en) | Stabilized step-down ac converter | |
RU2813728C1 (en) | Device for extreme extraction of electrical energy from solar battery | |
SU741388A1 (en) | Step-wise adjustable dc voltage converter | |
SU1529192A1 (en) | Secondary power source | |
SU1372548A1 (en) | A.c. to d.c. voltage converter | |
SU970347A1 (en) | Dc voltage control | |
SU1105991A1 (en) | Stabilized step-down d.c. voltage converter | |
RU2150784C1 (en) | Digital-to-analog converter with reference voltage scaling | |
SU1014104A1 (en) | Stabilized dc voltage converter | |
SU750675A1 (en) | Adjustable two-cycle volt-reversible dc voltage converter | |
SU1644110A1 (en) | Dc voltage regulator | |
SU756391A1 (en) | Stabilized dc voltage source with several outputs | |
SU687443A1 (en) | Thyristor current regulator | |
SU847494A1 (en) | Device for step-wise charging of reservoir capacitor | |
SU817925A1 (en) | Device for converting square voltage into dc voltage | |
SU1707710A1 (en) | Pulse direct current converter | |
SU907729A1 (en) | Transistorized converter | |
SU1638712A1 (en) | Thyristor voltage regulator | |
SU678469A1 (en) | Stabilized ac voltage supply source | |
SU702474A1 (en) | Controlled artificially switched rectifier |