Импульсный преобразователь энергии солнечной батареи

Импульсный преобразователь относится к области электротехники и может быть использован в преобразователях электрической энергии, работающих от источников напряжения или тока с ограниченной мощностью, например от солнечных батарей. Технический результат настоящего изобретения состоит в уменьшении пульсаций входного напряжения преобразователя при работе от солнечной батареи на токовом участке ее вольтамперной характеристики. Технический результат достигается тем, что в известном импульсном преобразователе, содержащем входной конденсатор и цепочку из последовательно соединенных обмотки силового дросселя и ключевого элемента, подключенных к входным шинам преобразователя, и цепочку из последовательно соединенных диода и нагрузки, шунтированной входным конденсатором, включенную параллельно ключевому элементу, в цепь входного конденсатора дополнительно введены параллельно соединенные между собой конденсатор и резистор. 1 ил.

 

Заявляемое техническое решение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях электрической энергии, работающих от источников напряжения или тока с ограниченной мощностью, например от солнечных батарей.

Известен импульсный преобразователь, содержащий цепочку из последовательно соединенных обмотки силового дросселя и ключевого элемента, включенную между входными шинами для подключения источника постоянного напряжения, а также цепочку из диода и нагрузки, шунтированной выходным конденсатором, включенную параллельно ключевому элементу [1]. Этот преобразователь имеет непрерывный ток потребления, что позволяет снизить радиопомехи от источника питания, однако при работе от солнечной батареи на токовом участке ее вольтамперной характеристики снижается мощность преобразования и пульсирует напряжение солнечной батареи.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является импульсный преобразователь, в котором для уменьшения пульсации входного напряжения к входным шинам преобразователя подключен конденсатор, при этом силовой дроссель преобразователя и входной конденсатор образуют низкочастотный фильтр ограничивающий пульсации напряжения источника питания [2].

Недостатком известного преобразователя является то, что он не рассчитан на работу от источников питания с широким изменением параметров внутреннего сопротивления, к которым относятся солнечные батареи.

Цель предлагаемого изобретения состоит в уменьшении пульсаций входного напряжения преобразователя при работе от солнечной батареи на токовом участке ее вольт-амперной характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что в известном импульсном преобразователе, содержащем входной конденсатор и цепочку из последовательно соединенных обмотки силового дросселя и ключевого элемента, подключенных к входным шинам преобразователя, и цепочку из последовательно соединенных диода и нагрузки, шунтированной выходным конденсатором, включенную параллельно ключевому элементу, в цепь входного конденсатора дополнительно введены параллельно соединенные между собой конденсатор и резистор.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно введенный резистор выполняет функции согласованной нагрузки для низкочастотного фильтра образованного обмоткой силового дросселя и дополнительного конденсатора, а входной конденсатор выполняет функции разделительного и отсекает постоянную составляющую напряжения питания от дополнительного резистора, существенно уменьшая потери мощности на дополнительном резисторе.

На чертеже представлена схема импульсного преобразователя энергии солнечной батареи.

Преобразователь содержит цепочку из последовательно соединенных обмотки силового дросселя 2 и ключевого элемента 3, включенных между входными шинами для подключения источника питания 1, параллельно ключевому элементу 3 подключена цепочка из диода 4 и нагрузки 6, шунтированной выходным конденсатором 5, кроме того, к входным шинам преобразователя подключена цепочка из последовательно соединенных конденсатора 7 и резистора 8, шунтированного конденсатором 9.

Импульсный преобразователь энергии солнечной батареи при эксплуатации солнечной батареи на токовом участке вольт-амперной характеристики работает следующим образом: через обмотку силового дросселя 2 протекает пульсирующий ток, среднее значение которого равно току потребляемому от солнечной батареи 1, на выводах ключевого элемента 3 формируются прямоугольные импульсы напряжения с амплитудой, равной выходному напряжению преобразователя плюс прямое падение напряжения на диоде 4, скважность импульсов напряжения задается сигналом управления, на входных шинах преобразователя формируется постоянное напряжение солнечной батареи, равное среднему за период коммутации ключевого элемента 3 значению импульсного напряжения, уровень пульсации напряжения солнечной батареи 1 от коммутации ключевого элемента 3 зависит от параметров фильтра образованного силовым дросселем 2, конденсаторами 7, 9 и резистором 8, постоянная составляющая напряжения солнечной батареи отсекается от резистора 8 конденсатором 7.

Таким образом, дополнительно введенные в цепь входного конденсатора 7 параллельно соединенные между собой конденсатор 9 и резистор 8 позволяют ограничить пульсации входного напряжения преобразователя при работе от солнечной батареи на токовом участке ее вольтамперной характеристики.

ЛИТЕРАТУРА

1. Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов. М.: Солон - Р. 2001, с.167, рис.10.1.

2. Моин B.C., Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М. Энергия, 1972, с.161, рис.6-16.

Импульсный преобразователь энергии солнечной батареи, содержащий входной конденсатор и цепочку из последовательно соединенных обмотки силового дросселя и ключевого элемента, подключенных к входным шинам преобразователя, и цепочку из последовательно соединенных диода и нагрузки, шунтированной выходным конденсатором, включенную параллельно ключевому элементу, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций входного напряжения преобразователя при работе от солнечной батареи, на токовом участке ее вольтамперной характеристики в цепь входного конденсатора дополнительно введены параллельно соединенные между собой конденсатор и резистор.