FR2766589A1 - DEVICE FOR CONTROLLING THE OPERATION POINT OF AN ELECTRIC POWER GENERATOR, PARTICULARLY A SOLAR GENERATOR - Google Patents
DEVICE FOR CONTROLLING THE OPERATION POINT OF AN ELECTRIC POWER GENERATOR, PARTICULARLY A SOLAR GENERATOR Download PDFInfo
- Publication number
- FR2766589A1 FR2766589A1 FR9709583A FR9709583A FR2766589A1 FR 2766589 A1 FR2766589 A1 FR 2766589A1 FR 9709583 A FR9709583 A FR 9709583A FR 9709583 A FR9709583 A FR 9709583A FR 2766589 A1 FR2766589 A1 FR 2766589A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- generator
- signal
- transformer
- primary winding
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic 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
- G05F1/66—Regulating electric power
- G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
La présente invention est relative à un dispositif de commande du point deThe present invention relates to a device for controlling the point of
fonctionnement d'un générateur d'énergie électrique, notamment d'un générateur solaire alimentant une charge et, plus particulièrement, à un tel dispositif conçu pour faire fonctionner le générateur à operation of an electrical energy generator, in particular a solar generator supplying a load and, more particularly, to such a device designed to operate the generator at
sa puissance maximale.its maximum power.
On connaît un tel dispositif du brevet francais n 2 626 689 au nom de la demanderesse. Le dispositif décrit comprend un convertisseur à modulation de largeur d'impulsions couplé à un générateur de courant, des moyens délivrant des signaux représentatifs de la tension et du courant délivré par ledit générateur audit convertisseur, des moyens alimentés par lesdits signaux pour signaler l'existence ou non d'un état de décrochage du convertisseur, une boucle de régulation de la largeur d'impulsions comprenant elle-même des moyens de mesure de la tension délivrée par le convertisseur à une charge, un amplificateur différentiel, un inverseur, un intégrateur et des moyens de modulation de largeur d'impulsions Such a device is known from French Patent No. 2,626,689 in the name of the applicant. The device described comprises a pulse width modulation converter coupled to a current generator, means delivering signals representative of the voltage and current delivered by said generator to said converter, means supplied by said signals to signal the existence or not of a state of detachment of the converter, a pulse width regulation loop itself comprising means for measuring the voltage delivered by the converter to a load, a differential amplifier, an inverter, an integrator and pulse width modulation means
commandant ledit convertisseur.controlling said converter.
Le dispositif décrit permet bien de supprimer le phénomène de décrochage que l'on observe quand la puissance appelée par la charge devient supérieure à la puissance maximale que peut fournir le générateur. Il permet aussi de réguler le point de fonctionnement de l'alimentation de la charge en une position correspondant à la puissance maximale que peut délivrer cette alimentation comme en tout autre point de la caractéristique courant/tension du générateur. Il est cependant relativement complexe, comprenant entre autres deux capteurs pour l'intensité et la tension du courant The device described makes it possible to eliminate the stall phenomenon which is observed when the power called by the load becomes greater than the maximum power that the generator can provide. It also makes it possible to regulate the operating point of the load supply in a position corresponding to the maximum power that this supply can deliver as at any other point of the generator current / voltage characteristic. It is, however, relatively complex, including among other two sensors for the intensity and the voltage of the current
délivré par le générateur, et donc coûteux. delivered by the generator, and therefore expensive.
Or, il existe actuellement un besoin pour un système d'alimentation de divers consommateurs d'énergie électrique installés dans des véhicules spatiaux tels que des satellites voués à des missions dites "économiques", dispositifs capable de réguler le fonctionnement de l'alimentation à sa puissance maximale ou à d'autres niveaux de puissance, et ceci tout en étant de réalisation aussi peu coûteuse que possible. A cet égard, on connaît de la publication intitulée "A minimum component photovoltaic array maximum power point tracker" par M.J. Case et J.J. Schoeman, présentée à la Conférence dite "European Space Power Conference" qui s'est tenue à Graz, en Autriche, du 23 au 27 août 1993, un dispositif de poursuite du point de puissance maximale d'un générateur solaire, relativement simple, constitué d'un générateur d'impulsions, d'un circuit échantillonneur/bloqueur, d'un modulateur de largeur d'impulsions, d'un transistor de puissance à effet de champ et d'une inductance. Cependant, ce dispositif exige la détermination et l'utilisation d'un rapport entre la tension délivrée à la puissance maximale et la tension délivrée en circuit ouvert, rapport qui peut être faussé en cas de mauvais fonctionnement de certaines cellules d'un générateur solaire, du fait de salissures ou de détériorations, par exemple. En outre, ce dispositif n'est utilisable que lorsque le générateur solaire fonctionne en générateur de courant, alors qu'un tel générateur peut aussi, du fait de la forme sensiblement rectangulaire de sa caractéristique I.s = f(V0s) représentée à la figure 1 du dessin annexé, fonctionner en générateur However, there is currently a need for a power supply system for various consumers of electrical energy installed in space vehicles such as satellites dedicated to so-called "economic" missions, devices capable of regulating the operation of the power supply at its maximum power or at other power levels, and this while being of realization as inexpensive as possible. In this respect, we know of the publication entitled "A minimum component photovoltaic array maximum power point tracker" by MJ Case and JJ Schoeman, presented at the conference called "European Space Power Conference" held in Graz, Austria, from 23 to 27 August 1993, a relatively simple device for tracking the maximum power point of a solar generator, consisting of a pulse generator, a sampler / blocker circuit, a width modulator pulses, a field effect power transistor and an inductor. However, this device requires the determination and the use of a ratio between the voltage delivered at the maximum power and the voltage delivered in open circuit, relationship which can be distorted in the event of malfunction of certain cells of a solar generator, due to dirt or damage, for example. In addition, this device can only be used when the solar generator operates as a current generator, while such a generator can also, because of the substantially rectangular shape of its characteristic Is = f (V0s) shown in Figure 1 from the attached drawing, operate as a generator
de tension.Of voltage.
La présente invention a donc pour but de réaliser un dispositif de commande du point de fonctionnement d'un générateur solaire qui ne présente pas les inconvénients évoqués ci-dessus des dispositifs de la technique antérieure et qui soit donc simple et de réalisation peu coûteuse, permettant de fixer et réguler avec souplesse la position du point de fonctionnement du générateur, en tout point de la caractéristique courant/tension de celui-ci, et notamment au point correspondant à la fourniture d'une puissance électrique maximale par ledit générateur. On atteint ce but de l'invention, ainsi que d'autres The present invention therefore aims to achieve a device for controlling the operating point of a solar generator which does not have the drawbacks mentioned above of the devices of the prior art and which is therefore simple and inexpensive to make, allowing to fix and flexibly regulate the position of the generator operating point, at any point of the current / voltage characteristic thereof, and in particular at the point corresponding to the supply of maximum electrical power by said generator. This object of the invention is achieved, as well as other
qui apparaîtront à la lecture de la description qui va which will appear on reading the description which will
suivre, avec un dispositif de commande du point de fonctionnement d'un générateur d'énergie électrique alimentant une charge, ce dispositif étant remarquable en ce qu'il comprend a) un transformateur à accumulation d'énergie, à enroulements primaire et secondaire de sens inverses, l'enroulement primaire étant alimenté par le générateur sous la commande d'un interrupteur, l'enroulement secondaire étant connecté en série avec une diode et avec la charge, b) un détecteur sensible à l'intensité du courant moyen circulant dans l'enroulement primaire du transformateur pour délivrer un signal représentatif de cette intensité, et c) des moyens de commande de la commutation de l'interrupteur, sensible audit signal pour établir dans l'enroulement primaire du transformateur un courant moyen correspondant à un point de fonctionnement follow, with a device for controlling the operating point of an electric energy generator supplying a load, this device being remarkable in that it comprises a) an energy storage transformer, with primary and secondary windings in direction reverse, the primary winding being supplied by the generator under the control of a switch, the secondary winding being connected in series with a diode and with the load, b) a detector sensitive to the intensity of the average current flowing in the primary winding of the transformer to deliver a signal representative of this intensity, and c) means for controlling the switching of the switch, sensitive to said signal to establish in the primary winding of the transformer an average current corresponding to an operating point
prédéterminé du générateur.predetermined generator.
Comme on le verra plus loin, ce dispositif de structure simple, à un seul détecteur, est donc économique, As will be seen below, this simple structure device, with a single detector, is therefore economical,
et cependant de fonctionnement très souple. and yet very flexible to operate.
Suivant une caractéristique du dispositif selon l'invention, ce détecteur est constitué par un deuxième transformateur à accumulation d'énergie comprenant des enroulements primaire et secondaire de sens inverses, l'enroulement primaire étant traversé par le courant circulant dans l'enroulement primaire du premier transformateur, l'enroulement secondaire étant placé en série avec une diode et une charge, le signal délivré par According to a characteristic of the device according to the invention, this detector is constituted by a second energy storage transformer comprising primary and secondary windings in opposite directions, the primary winding being traversed by the current flowing in the primary winding of the first transformer, the secondary winding being placed in series with a diode and a load, the signal delivered by
le détecteur étant prélevé aux bornes de ladite charge. the detector being sampled at the terminals of said load.
Suivant une autre caractéristique du dispositif suivant l'invention, les moyens de commande de celui-ci comprennent un microcontrôleur alimenté par le signal délivré par le détecteur et représentatif du courant moyen circulant dans l'enroulement primaire du premier transformateur à accumulation d'énergie électrique et un convertisseur amplitude-durée alimenté par un signal de consigne élaboré par le microcontrôleur, pour commander la commutation de l'interrupteur avec un signal à According to another characteristic of the device according to the invention, the control means thereof include a microcontroller supplied by the signal delivered by the detector and representative of the average current flowing in the primary winding of the first transformer with accumulation of electrical energy and an amplitude-duration converter supplied by a setpoint signal produced by the microcontroller, for controlling the switching of the switch with a signal to
modulation de largeur d'impulsions.pulse width modulation.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the
description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé description which follows and on examination of the attached drawing
dans lequel: - les figures 1 et 4 représentent des graphes utiles à la compréhension du fonctionnement du dispositif suivant l'invention, - la figure 2 est un schéma fonctionnel du dispositif suivant l'invention, et les figures 3 et 5 sont des schémas fonctionnels du détecteur et du convertisseur amplitude-durée, respectivement, formant partie du dispositif suivant l'invention. On se réfère à la figure 1 du dessin annexé o l'on a représenté en trait plein la caractéristique courant/tension IGS = f(V9s) d'un générateur solaire d'énergie électrique typique. Le graphe de cette caractéristique présente, comme représenté, une allure généralement rectangulaire comportant une partie sensiblement parallèle à l'axe des tensions et une autre partie sensiblement parallèle à l'axe des intensités, ces in which: - Figures 1 and 4 represent graphs useful for understanding the operation of the device according to the invention, - Figure 2 is a block diagram of the device according to the invention, and Figures 3 and 5 are block diagrams the detector and the amplitude-duration converter, respectively, forming part of the device according to the invention. Referring to Figure 1 of the accompanying drawing where there is shown in solid lines the characteristic current / voltage IGS = f (V9s) of a typical solar generator of electrical energy. The graph of this characteristic has, as shown, a generally rectangular shape comprising a part substantially parallel to the axis of the voltages and another part substantially parallel to the axis of the intensities, these
deux parties étant raccordées par une partie arrondie. two parts being connected by a rounded part.
Dans un satellite, par exemple, un générateur solaire débite ordinairement dans une batterie d'accumulateurs et dans divers consommateurs d'énergie électrique constitués par des équipements du satellite. Le point de fonctionnement du générateur est alors situé à l'intersection de sa caractéristique courant/tension avec In a satellite, for example, a solar generator ordinarily feeds into a storage battery and into various consumers of electrical energy constituted by satellite equipment. The generator operating point is then located at the intersection of its current / voltage characteristic with
une droite de charge passant l'origine des coordonnées. a load line passing the origin of the coordinates.
Ce point peut ainsi se situer sur diverses parties de la caractéristique, par exemple à son intersection avec la droite de charge Di, sur la partie de cette caractéristique o le courant reste sensiblement constant, soit quand le générateur fonctionne en "générateur de courant". Il pourrait de même se situer sur la partie de la caractéristique o la tension est sensiblement constante, si l'on recherche un fonctionnement This point can thus be located on various parts of the characteristic, for example at its intersection with the load line Di, on the part of this characteristic where the current remains substantially constant, that is to say when the generator operates as a "current generator". It could likewise be located on the part of the characteristic where the voltage is substantially constant, if an operation is sought.
en "générateur de tension'.as a "voltage generator".
Sur la figure 1, on a aussi représenté en trait 1 5 interrompu le graphe de la puissance PGs délivrée par le générateur en fonction de la tension VGs qu'il délivre. Du fait que PG3s = IG x VGs, on comprend que Pos présente un maximum là o la surface du rectangle de diagonale OF à côtés parallèles aux coordonnées, est maximale, soit quand la droite de charge D coupe la caractéristique en Fm, dans la partie arrondie de la caractéristique In FIG. 1, the graph of the power PGs delivered by the generator as a function of the voltage VGs which it delivers is also shown in broken line 1 5. Because PG3s = IG x VGs, we understand that Pos presents a maximum where the area of the rectangle of diagonal OF with sides parallel to the coordinates, is maximum, that is when the line of load D intersects the characteristic in Fm, in the part characteristic rounding
courant/tension du générateur.generator current / voltage.
Pour utiliser au mieux l'énergie délivrée par le générateur solaire, notamment dans le cadre de missions 2 5 "économiques" évoquées dans le préambule de la présente To make the best use of the energy delivered by the solar generator, in particular in the context of "economic" missions mentioned in the preamble to this
description, il convient de disposer de moyens permettant description, means should be available to
d'ajuster constamment le point de fonctionnement du générateur de manière que celui-ci corresponde aux conditions de fourniture de la puissance maximale de celui-ci. La caractéristique du générateur solaire étant fortement variable, tout en conservant la même allure générale, en fonction de l'éclairement et de l'état des panneaux solaires du générateur, il convient de disposer de moyens permettant de réguler en permanence la position de ce point de fonctionnement de manière à tirer du générateur solaire la puissance maximale disponible. Les principes exposés ci-dessus aident à comprendre le fonctionnement du dispositif de commande suivant l'invention, dont on va maintenant décrire la structure en liaison avec la figure 2. Sur cette figure, on a représenté le générateur solaire GS débitant sur une charge représentée par une batterie d'accumulateurs 1 et une résistance 2 symbolisant divers consommateurs d'énergie électrique embarqués dans to constantly adjust the generator operating point so that it corresponds to the conditions for supplying the maximum power thereof. The characteristic of the solar generator being highly variable, while retaining the same general appearance, depending on the lighting and the state of the solar panels of the generator, it is necessary to have means enabling the position of this point to be continuously regulated. of operation so as to draw the maximum power available from the solar generator. The principles set out above help to understand the operation of the control device according to the invention, the structure of which will now be described in connection with FIG. 2. In this figure, the solar generator GS is shown discharging on a load shown by a storage battery 1 and a resistor 2 symbolizing various consumers of electrical energy on board
un satellite par exemple.a satellite for example.
Suivant une caractéristique de la présente invention, le générateur GS débite sur cette charge à travers un transformateur 3 à accumulation d'énergie, dont les enroulements primaire 5 et secondaire 6 sont de sens inverses comme indiqué par les points placés sur ces enroulements. L'enroulement primaire 5 est alimenté par le générateur, sous la commande d'un interrupteur 7, avantageusement électronique, placé en série avec cet According to a characteristic of the present invention, the generator GS delivers on this load through a transformer 3 with energy accumulation, the primary 5 and secondary 6 windings of which are in opposite directions as indicated by the points placed on these windings. The primary winding 5 is supplied by the generator, under the control of a switch 7, advantageously electronic, placed in series with this
enroulement entre une borne de celui-ci et la masse. winding between a terminal thereof and ground.
Au secondaire, le transformateur 3 est associé à une diode 8 disposée en série avec l'enroulement 6 et un condensateur 9 monté entre les bornes de l'enroulement, In the secondary, the transformer 3 is associated with a diode 8 arranged in series with the winding 6 and a capacitor 9 mounted between the terminals of the winding,
en parallèle avec la charge 1,2.in parallel with the load 1.2.
Un autre condensateur 10 est monté entre la sortie du générateur GS et la masse. Vu du transformateur 3, ce condensateur fait apparaître, en régime dynamique, le Another capacitor 10 is mounted between the output of the generator GS and the ground. Seen from transformer 3, this capacitor shows, in dynamic regime, the
générateur GS comme un générateur de tension. GS generator as a voltage generator.
On reconnaît dans le montage décrit ci-dessus une alimentation à découpage du type "fly-back". On sait que lorsque l'interrupteur 7 est fermé, l'enroulement 5 se charge alors que la diode 8 bloque toute décharge de l'enroulement 6. C'est alors la capacité 9 qui alimente la charge, avec la batterie d'accumulateurs 1. Quand l'interrupteur 7 s'ouvre, l'énergie accumulée dans l'enroulement 6 est débitée dans la charge et le We recognize in the assembly described above a switching power supply of the "fly-back" type. We know that when the switch 7 is closed, the winding 5 charges while the diode 8 blocks any discharge of the winding 6. It is then the capacity 9 which supplies the charge, with the storage battery 1 When the switch 7 opens, the energy accumulated in the winding 6 is discharged into the load and the
condensateur 9.capacitor 9.
Grâce à la présence d'une telle alimentation "à découpage" et à transformateur à accumulation d'énergie dans le dispositif suivant l'invention, celui-ci bénéficie de l'isolation galvanique apportée par la présence de ce transformateur entre le générateur et la charge. En outre, comme on le verra plus loin, cette alimentation donne au dispositif suivant l'invention une grande souplesse, permettant de fixer le point de fonctionnement du générateur solaire en tout point de sa caractéristique courant/tension et notamment au point correspondant à la fourniture d'une puissance maximale Thanks to the presence of such a "switching" power supply with an energy storage transformer in the device according to the invention, it benefits from the galvanic isolation provided by the presence of this transformer between the generator and the charge. In addition, as will be seen below, this supply gives the device according to the invention great flexibility, making it possible to fix the operating point of the solar generator at any point of its current / voltage characteristic and in particular at the point corresponding to the supply. of maximum power
par ce générateur.by this generator.
Pour assurer cette commande du point de fonctionnement du générateur solaire, le dispositif suivant l'invention comprend en outre un détecteur 11 sensible au courant moyen Ip circulant dans l'enroulement primaire du transformateur 3 pour délivrer un signal de tension Vit représentatif de l'intensité de ce courant. Ce signal est délivré à des moyens de commande constitués par un microcontrôleur 12, par exemple, ce microcontrôleur étant dûment programmé pour former, à partir du signal VIt, un signal de consigne Van. délivré à un convertisseur amplitude-durée 13 commandant l'interrupteur 7. Les moyens 11,12,13 constituent ainsi une boucle de régulation du courant moyen passant dans l'enroulement primaire 5 du transformateur 3, la régulation de ce courant moyen à une valeur prédéterminée permettant de fixer le point de fonctionnement du générateur solaire, To ensure this control of the operating point of the solar generator, the device according to the invention further comprises a detector 11 sensitive to the average current Ip flowing in the primary winding of the transformer 3 to deliver a voltage signal Vit representative of the intensity of this current. This signal is delivered to control means constituted by a microcontroller 12, for example, this microcontroller being duly programmed to form, from the signal VIt, a set point signal Van. delivered to an amplitude-duration converter 13 controlling the switch 7. The means 11, 12, 13 thus constitute a loop for regulating the average current passing through the primary winding 5 of the transformer 3, the regulation of this average current at a value predetermined for fixing the operating point of the solar generator,
comme on l'expliquera plus loin.as will be explained later.
Le détecteur 11 est représenté en plus de détails à la figure 3. Sur cette figure, il apparaît que ce détecteur est constitué par un deuxième transformateur 14 à accumulation d'énergie, fonctionnant en mode "lourd" dont l'enroulement primaire 15 est alimenté par le courant Ip délivré par le générateur à l'enroulement primaire du premier transformateur 3, et dont l'enroulement secondaire 16 est monté en série avec une diode 17. La tension Vit est prélevée entre les bornes d'une charge constituée par une résistance 18 et un condensateur 19 montés en parallèle entre la diode 7 et The detector 11 is shown in more detail in FIG. 3. In this figure, it appears that this detector is constituted by a second transformer 14 with energy accumulation, operating in "heavy" mode, the primary winding 15 of which is supplied by the current Ip delivered by the generator to the primary winding of the first transformer 3, and whose secondary winding 16 is connected in series with a diode 17. The voltage Vit is taken between the terminals of a load constituted by a resistor 18 and a capacitor 19 mounted in parallel between the diode 7 and
une borne de l'enroulement secondaire 16. a terminal of the secondary winding 16.
On démontre par le calcul qu'en régime statique la o0 tension Vdt mesurée aux bornes de l'enroulement secondaire 16 est proportionnelle au courant moyen passant dans l'enroulement primaire 4, ce courant moyen étant alors constitué par le courant IGs délivré par le générateur solaire. On démontre aussi qu'en tout point de fonctionnement du générateur solaire, le graphe de Vit en fonction de VGs présente la même allure que celui de la puissance PGS en fonction de VGs. On a représenté ces deux graphes sur la figure 4 o il apparaît qu'ils présentent tous les deux un maximum pour la même valeur de VGS. Ceci peut se comprendre si l'on considère que le courant moyen Ip porte toute l'énergie délivrée par le générateur solaire et doit donc être maximal quand le générateur It is shown by calculation that in static mode the voltage 0dd Vdt measured at the terminals of the secondary winding 16 is proportional to the average current passing through the primary winding 4, this average current then being constituted by the current IGs delivered by the generator solar. We also demonstrate that at any point of operation of the solar generator, the graph of Vit as a function of VGs has the same appearance as that of the power PGS as a function of VGs. These two graphs have been represented in FIG. 4 where it appears that they both have a maximum for the same value of VGS. This can be understood if we consider that the average current Ip carries all the energy delivered by the solar generator and must therefore be maximum when the generator
solaire délivre sa puissance maximale. solar delivers its maximum power.
Suivant l'invention, on tire parti de cette caractéristique du graphe de Vit en fonction de Vos pour extraire du générateur solaire sa puissance maximale, et ceci à l'aide d'un seul détecteur, le détecteur 11 du courant moyen passant dans l'enroulement primaire du transformateur 14, solution particulièrement avantageuse aussi bien du point de vue économique que du point de vue fiabilité. Pour ce faire, on utilise une programmation adéquate du microcontrôleur 12 propre à permettre le calcul de la valeur d'un signal de consigne Vn délivré au convertisseur amplitude-durée 13, représenté en plus According to the invention, one takes advantage of this characteristic of the graph of Vit as a function of Vos to extract from the solar generator its maximum power, and this using a single detector, the detector 11 of the mean current passing through the primary winding of transformer 14, a particularly advantageous solution both from the economic point of view and from the reliability point of view. To do this, use is made of an adequate programming of the microcontroller 12 capable of allowing the calculation of the value of a reference signal Vn delivered to the amplitude-duration converter 13, shown in addition
de détails à la figure 5.details in Figure 5.
Celui-ci comprend essentiellement un comparateur 20 dont une entrée 21 reçoit le signal Vc., (ou un signal proportionnel à celui-ci) et dont une autre entrée 22 est alimentée classiquement par un signal en dents de scie Si, de période fixe T. La sortie du comparateur 20 fait commuter l'un ou l'autre de deux transistors 23, 24 de type opposé, dont les circuits émetteur/collecteur sont montés en série entre une ligne à la tension Vd et la masse de manière à produire un signal S2 de même période que This essentially comprises a comparator 20, an input 21 of which receives the signal Vc., (Or a signal proportional to the latter) and of which another input 22 is conventionally supplied by a sawtooth signal Si, of fixed period T The output of comparator 20 switches one or the other of two transistors 23, 24 of opposite type, whose emitter / collector circuits are connected in series between a line at voltage Vd and ground so as to produce a signal S2 of the same period as
Si, et dont le rapport cyclique t/T est fonction de VO^,. If, and whose cyclic ratio t / T is a function of VO ^ ,.
Ce signal S2, à modulation de largeur d'impulsions ou signal "PWM", commande la commutation de l'interrupteur This signal S2, with pulse width modulation or "PWM" signal, controls the switching of the switch
électronique 7, comme cela est représenté à la figure 2. electronics 7, as shown in Figure 2.
Cet interrupteur peut être constitué par un transistor dont le circuit émetteur/collecteur est placé en série avec l'enroulement primaire 5 du transformateur 3 et dont This switch can be constituted by a transistor whose emitter / collector circuit is placed in series with the primary winding 5 of the transformer 3 and whose
la base est commandée par le signal S2. the base is controlled by the signal S2.
On comprend qu'en commandant convenablement le microcontrôleur 12 pour qu'il délivre une valeur de VcO correspondant à un point de fonctionnement prédéterminé du générateur solaire, on peut réguler la position de ce point de fonctionnement en tout point choisi de la caractéristique courant/tension du générateur solaire, de manière à commander la puissance électrique Pos délivrée It is understood that by properly controlling the microcontroller 12 so that it delivers a value of VcO corresponding to a predetermined operating point of the solar generator, it is possible to regulate the position of this operating point at any chosen point of the current / voltage characteristic. of the solar generator, so as to control the electric power Pos delivered
par le générateur GS.by the GS generator.
En particulier, c'est ainsi que le microcontrôleur 12 peut être programmé pour rechercher, à partir de la connaissance du graphe de Vit (voir figure 4), la valeur de V,. à délivrer au convertisseur amplitude-durée 13 pour que le générateur solaire fonctionne à sa puissance maximale, compte tenu du niveau de l'éclairement actuel des cellules solaires du générateur. Diverses stratégies connues de recherche du maximum d'une grandeur sont utilisables à cet effet. Le microcontrôleur peut, par exemple, commander des variations de la valeur de consigne V^O^s, d'excursion Vac, les évolutions des mesures x,x2,x3, In particular, this is how the microcontroller 12 can be programmed to search, from knowledge of the Vit graph (see FIG. 4), the value of V ,. to be delivered to the amplitude-duration converter 13 so that the solar generator operates at its maximum power, taking into account the level of current illumination of the generator's solar cells. Various known strategies for finding the maximum of a quantity can be used for this purpose. The microcontroller can, for example, control variations of the set value V ^ O ^ s, of excursion Vac, changes in the measurements x, x2, x3,
. de Vat fournies par le détecteur 11 lors de cette excursion, et notamment le sens des variations de ces mesures, permettant de localiser la position x2 du sommet du graphe et donc la valeur V=ona correspondant à..DTD: ce sommet. . of Vat provided by the detector 11 during this excursion, and in particular the direction of the variations of these measurements, making it possible to locate the position x2 of the vertex of the graph and therefore the value V = ona corresponding to..DTD: this vertex.
Les variations de V, commandées par le microcontrôleur s'opèrent classiquement par pas. On peut facilement faire varier le pas en fonction, par exemple, de la position du point de fonctionnement du générateur solaire. Si l'on considère que le fonctionnement dynamique du dispositif suivant l'invention est très différent suivant qu'il fonctionne en générateur de courant ou en générateur de tension, cette possibilité de variation du pas de la The variations of V, controlled by the microcontroller are conventionally carried out in steps. The pitch can easily be varied depending, for example, on the position of the operating point of the solar generator. If we consider that the dynamic operation of the device according to the invention is very different depending on whether it operates as a current generator or as a voltage generator, this possibility of variation of the pitch of the
commande est avantageuse car elle permet d'adapter celle- command is advantageous because it allows you to adapt it
ci au fonctionnement dynamique qui résulte du point de fonctionnement choisi, par exemple à droite ou à gauche du point correspondant à la fourniture de la puissance maximale. Il apparaît maintenant que l'invention permet bien d'atteindre les buts fixés, à savoir fournir un dispositif de commande du point de fonctionnement d'un générateur solaire d'énergie électrique, permettant de faire fonctionner ce générateur à sa puissance maximale aussi bien qu'à toute autre puissance plus faible, ce qui est avantageux notamment pour adapter cette puissance aux variations de consommation des consommateurs alimentés, notamment lorsque ceux-ci comptent une batterie d'accumulateurs qui atteint sa charge maximale. Le dispositif est en outre simple, et donc de réalisation économique, et souple, grâce à l'utilisation d'un microcontrôleur, qui permet une gestion automatique du ci to the dynamic operation which results from the chosen operating point, for example to the right or to the left of the point corresponding to the supply of the maximum power. It now appears that the invention makes it possible to achieve the set goals, namely to provide a device for controlling the operating point of a solar electric energy generator, making it possible to operate this generator at its maximum power as well as 'to any other lower power, which is advantageous in particular for adapting this power to the variations in consumption of the consumers supplied, in particular when they have a storage battery which reaches its maximum charge. The device is also simple, and therefore economical, and flexible, thanks to the use of a microcontroller, which allows automatic management of the
dispositif, sans entretien ou recalibrage. device, without maintenance or recalibration.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que le dispositif suivant l'invention peut s'adapter à des générateurs d'énergie électrique autres que du type à cellules solaires, en particulier quand la caractéristique courant/tension de ce générateur présente une allure qui Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown which has been given only by way of example. Thus, the device according to the invention can be adapted to electrical energy generators other than of the solar cell type, in particular when the current / voltage characteristic of this generator has an appearance which
se rapproche de celle d'un générateur solaire. is close to that of a solar generator.
Claims (9)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9709583A FR2766589B1 (en) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | DEVICE FOR CONTROLLING THE OPERATION POINT OF AN ELECTRIC POWER GENERATOR, PARTICULARLY A SOLAR GENERATOR |
| AT98401903T ATE231252T1 (en) | 1997-07-28 | 1998-07-27 | WORKING POINT CONTROL DEVICE OF AN ELECTRICAL ENERGY GENERATOR, IN PARTICULAR A SOLAR GENERATOR |
| EP98401903A EP0895146B1 (en) | 1997-07-28 | 1998-07-27 | Operating point control device of an electrical energy generator, especially of a solar generator |
| DE69810716T DE69810716T2 (en) | 1997-07-28 | 1998-07-27 | Operating point control device of a generator of electrical energy, in particular a solar generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9709583A FR2766589B1 (en) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | DEVICE FOR CONTROLLING THE OPERATION POINT OF AN ELECTRIC POWER GENERATOR, PARTICULARLY A SOLAR GENERATOR |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2766589A1 true FR2766589A1 (en) | 1999-01-29 |
| FR2766589B1 FR2766589B1 (en) | 1999-09-24 |
Family
ID=9509715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9709583A Expired - Fee Related FR2766589B1 (en) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | DEVICE FOR CONTROLLING THE OPERATION POINT OF AN ELECTRIC POWER GENERATOR, PARTICULARLY A SOLAR GENERATOR |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0895146B1 (en) |
| AT (1) | ATE231252T1 (en) |
| DE (1) | DE69810716T2 (en) |
| FR (1) | FR2766589B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2211480C2 (en) * | 2001-04-25 | 2003-08-27 | Федеральный научно-производственный центр закрытое акционерное общество "Научно-производственный концерн (объединение) "ЭНЕРГИЯ" | Device for controlling solar-battery excess power |
Families Citing this family (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1642355A4 (en) | 2003-05-28 | 2015-05-27 | Beacon Power Llc | Power converter for a solar panel |
| DE102004037330B4 (en) * | 2004-07-28 | 2007-06-14 | Solarc Innovative Solarprodukte Gmbh | Self-sufficient power supply device |
| US7714550B2 (en) * | 2005-01-24 | 2010-05-11 | Linear Technology Corporation | System and method for tracking a variable characteristic through a range of operation |
| US10693415B2 (en) | 2007-12-05 | 2020-06-23 | Solaredge Technologies Ltd. | Testing of a photovoltaic panel |
| US11881814B2 (en) | 2005-12-05 | 2024-01-23 | Solaredge Technologies Ltd. | Testing of a photovoltaic panel |
| US8319483B2 (en) | 2007-08-06 | 2012-11-27 | Solaredge Technologies Ltd. | Digital average input current control in power converter |
| US11569659B2 (en) | 2006-12-06 | 2023-01-31 | Solaredge Technologies Ltd. | Distributed power harvesting systems using DC power sources |
| US9112379B2 (en) | 2006-12-06 | 2015-08-18 | Solaredge Technologies Ltd. | Pairing of components in a direct current distributed power generation system |
| US8384243B2 (en) | 2007-12-04 | 2013-02-26 | Solaredge Technologies Ltd. | Distributed power harvesting systems using DC power sources |
| US11735910B2 (en) | 2006-12-06 | 2023-08-22 | Solaredge Technologies Ltd. | Distributed power system using direct current power sources |
| US9130401B2 (en) | 2006-12-06 | 2015-09-08 | Solaredge Technologies Ltd. | Distributed power harvesting systems using DC power sources |
| US8947194B2 (en) | 2009-05-26 | 2015-02-03 | Solaredge Technologies Ltd. | Theft detection and prevention in a power generation system |
| US8473250B2 (en) | 2006-12-06 | 2013-06-25 | Solaredge, Ltd. | Monitoring of distributed power harvesting systems using DC power sources |
| US8013472B2 (en) | 2006-12-06 | 2011-09-06 | Solaredge, Ltd. | Method for distributed power harvesting using DC power sources |
| US11309832B2 (en) | 2006-12-06 | 2022-04-19 | Solaredge Technologies Ltd. | Distributed power harvesting systems using DC power sources |
| US11687112B2 (en) | 2006-12-06 | 2023-06-27 | Solaredge Technologies Ltd. | Distributed power harvesting systems using DC power sources |
| US11888387B2 (en) | 2006-12-06 | 2024-01-30 | Solaredge Technologies Ltd. | Safety mechanisms, wake up and shutdown methods in distributed power installations |
| US11855231B2 (en) | 2006-12-06 | 2023-12-26 | Solaredge Technologies Ltd. | Distributed power harvesting systems using DC power sources |
| US11296650B2 (en) | 2006-12-06 | 2022-04-05 | Solaredge Technologies Ltd. | System and method for protection during inverter shutdown in distributed power installations |
| US8618692B2 (en) | 2007-12-04 | 2013-12-31 | Solaredge Technologies Ltd. | Distributed power system using direct current power sources |
| US9088178B2 (en) | 2006-12-06 | 2015-07-21 | Solaredge Technologies Ltd | Distributed power harvesting systems using DC power sources |
| US8816535B2 (en) | 2007-10-10 | 2014-08-26 | Solaredge Technologies, Ltd. | System and method for protection during inverter shutdown in distributed power installations |
| US8963369B2 (en) | 2007-12-04 | 2015-02-24 | Solaredge Technologies Ltd. | Distributed power harvesting systems using DC power sources |
| US8319471B2 (en) | 2006-12-06 | 2012-11-27 | Solaredge, Ltd. | Battery power delivery module |
| US12316274B2 (en) | 2006-12-06 | 2025-05-27 | Solaredge Technologies Ltd. | Pairing of components in a direct current distributed power generation system |
| US8049523B2 (en) | 2007-12-05 | 2011-11-01 | Solaredge Technologies Ltd. | Current sensing on a MOSFET |
| EP3496258B1 (en) | 2007-12-05 | 2025-02-05 | Solaredge Technologies Ltd. | Safety mechanisms in distributed power installations |
| US8289742B2 (en) | 2007-12-05 | 2012-10-16 | Solaredge Ltd. | Parallel connected inverters |
| US11264947B2 (en) | 2007-12-05 | 2022-03-01 | Solaredge Technologies Ltd. | Testing of a photovoltaic panel |
| WO2009072075A2 (en) | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Solaredge Technologies Ltd. | Photovoltaic system power tracking method |
| EP2269290B1 (en) | 2008-03-24 | 2018-12-19 | Solaredge Technologies Ltd. | Switch mode converter including active clamp for achieving zero voltage switching |
| WO2009136358A1 (en) | 2008-05-05 | 2009-11-12 | Solaredge Technologies Ltd. | Direct current power combiner |
| CA2748733C (en) | 2009-01-07 | 2016-03-22 | Power-One Italy S.P.A. | Method and system for extracting electric power from a renewable energy source |
| US10673222B2 (en) | 2010-11-09 | 2020-06-02 | Solaredge Technologies Ltd. | Arc detection and prevention in a power generation system |
| GB2485527B (en) | 2010-11-09 | 2012-12-19 | Solaredge Technologies Ltd | Arc detection and prevention in a power generation system |
| US10230310B2 (en) | 2016-04-05 | 2019-03-12 | Solaredge Technologies Ltd | Safety switch for photovoltaic systems |
| US10673229B2 (en) | 2010-11-09 | 2020-06-02 | Solaredge Technologies Ltd. | Arc detection and prevention in a power generation system |
| GB2486408A (en) | 2010-12-09 | 2012-06-20 | Solaredge Technologies Ltd | Disconnection of a string carrying direct current |
| GB2483317B (en) | 2011-01-12 | 2012-08-22 | Solaredge Technologies Ltd | Serially connected inverters |
| US8570005B2 (en) | 2011-09-12 | 2013-10-29 | Solaredge Technologies Ltd. | Direct current link circuit |
| GB2498365A (en) | 2012-01-11 | 2013-07-17 | Solaredge Technologies Ltd | Photovoltaic module |
| GB2498790A (en) | 2012-01-30 | 2013-07-31 | Solaredge Technologies Ltd | Maximising power in a photovoltaic distributed power system |
| US9853565B2 (en) | 2012-01-30 | 2017-12-26 | Solaredge Technologies Ltd. | Maximized power in a photovoltaic distributed power system |
| GB2498791A (en) | 2012-01-30 | 2013-07-31 | Solaredge Technologies Ltd | Photovoltaic panel circuitry |
| GB2499991A (en) | 2012-03-05 | 2013-09-11 | Solaredge Technologies Ltd | DC link circuit for photovoltaic array |
| US10115841B2 (en) | 2012-06-04 | 2018-10-30 | Solaredge Technologies Ltd. | Integrated photovoltaic panel circuitry |
| US9941813B2 (en) | 2013-03-14 | 2018-04-10 | Solaredge Technologies Ltd. | High frequency multi-level inverter |
| US9548619B2 (en) | 2013-03-14 | 2017-01-17 | Solaredge Technologies Ltd. | Method and apparatus for storing and depleting energy |
| EP4318001A3 (en) | 2013-03-15 | 2024-05-01 | Solaredge Technologies Ltd. | Bypass mechanism |
| US9318974B2 (en) | 2014-03-26 | 2016-04-19 | Solaredge Technologies Ltd. | Multi-level inverter with flying capacitor topology |
| US11018623B2 (en) | 2016-04-05 | 2021-05-25 | Solaredge Technologies Ltd. | Safety switch for photovoltaic systems |
| US11177663B2 (en) | 2016-04-05 | 2021-11-16 | Solaredge Technologies Ltd. | Chain of power devices |
| US12057807B2 (en) | 2016-04-05 | 2024-08-06 | Solaredge Technologies Ltd. | Chain of power devices |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4343822C1 (en) * | 1993-12-22 | 1994-12-22 | Ant Nachrichtentech | Device for automatically setting an optimum operating point for the operation of a load on a voltage source |
| US5530335A (en) * | 1993-05-11 | 1996-06-25 | Trw Inc. | Battery regulated bus spacecraft power control system |
| US5594325A (en) * | 1995-08-10 | 1997-01-14 | David B. Manner | Spacecraft power system architecture to mitigate spacecraft charging effects |
| EP0780750A2 (en) * | 1995-12-20 | 1997-06-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Inventer control method and inventer apparatus using the method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2626689B1 (en) * | 1988-01-29 | 1990-07-13 | Centre Nat Etd Spatiales | SYSTEM FOR REGULATING THE OPERATING POINT OF A DIRECT CURRENT POWER SUPPLY |
-
1997
- 1997-07-28 FR FR9709583A patent/FR2766589B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-07-27 AT AT98401903T patent/ATE231252T1/en not_active IP Right Cessation
- 1998-07-27 EP EP98401903A patent/EP0895146B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-27 DE DE69810716T patent/DE69810716T2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530335A (en) * | 1993-05-11 | 1996-06-25 | Trw Inc. | Battery regulated bus spacecraft power control system |
| DE4343822C1 (en) * | 1993-12-22 | 1994-12-22 | Ant Nachrichtentech | Device for automatically setting an optimum operating point for the operation of a load on a voltage source |
| US5594325A (en) * | 1995-08-10 | 1997-01-14 | David B. Manner | Spacecraft power system architecture to mitigate spacecraft charging effects |
| EP0780750A2 (en) * | 1995-12-20 | 1997-06-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Inventer control method and inventer apparatus using the method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| NIEBAUER M ET AL: "SOLARENERGIE OPTIMAL NUTZEN INTELLIGENTES MPP-TRACKING MIT EINEM ST62-MIKROCONTROLLER", ELEKTRONIK, vol. 45, no. 16, 6 August 1996 (1996-08-06), pages 86 - 89, XP000622027 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2211480C2 (en) * | 2001-04-25 | 2003-08-27 | Федеральный научно-производственный центр закрытое акционерное общество "Научно-производственный концерн (объединение) "ЭНЕРГИЯ" | Device for controlling solar-battery excess power |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69810716D1 (en) | 2003-02-20 |
| EP0895146B1 (en) | 2003-01-15 |
| FR2766589B1 (en) | 1999-09-24 |
| DE69810716T2 (en) | 2003-10-23 |
| EP0895146A1 (en) | 1999-02-03 |
| ATE231252T1 (en) | 2003-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0895146B1 (en) | Operating point control device of an electrical energy generator, especially of a solar generator | |
| EP0190961B1 (en) | Direct current power supply with an adjustable operating point | |
| FR2910141A1 (en) | Electric energy generating system for e.g. Rosetta space probe, has regulator regulating transconductances of direct voltage intermediate and supplementary converters so as to maximize power generated by photovoltaic solar generators | |
| FR2476929A1 (en) | CIRCUIT FOR CHARGING A BATTERY AND SUPPLYING ELECTRIC ENERGY FROM SOLAR ENERGY | |
| FR2923653A1 (en) | OPERATING METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING AN ENERGY PLANT WITH PHOTOVOLTAIC MODULES. | |
| FR2777715A1 (en) | Electrical energy converter module for charging storage accumulators | |
| FR2885237A1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING CONTINUOUS VOLTAGE SWITCH CONVERTER AND USE THEREOF FOR MAXIMIZING THE POWER SUPPLIED BY A PHOTOVOLTAIC GENERATOR | |
| WO2002071571A1 (en) | Method for managing a photovolataic solar module and a photovoltaic solar module | |
| EP2393193A1 (en) | Converter circuit and electronic system comprising such a circuit | |
| FR2844890A1 (en) | CONDITIONING CIRCUIT FOR POWER SOURCE AT MAXIMUM POINT OF POWER, SOLAR GENERATOR, AND CONDITIONING METHOD | |
| FR2977086A1 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR COMPENSATING AN ON-BOARD BATTERY CHARGER IN A VEHICLE | |
| WO2011151599A2 (en) | Matrix connection device for photovoltaic panels and/or wind turbines. | |
| FR2742277A1 (en) | CUTTING POWER SUPPLY DEVICE | |
| FR2901431A1 (en) | CURRENT CONVERTING CIRCUIT. | |
| FR2824203A1 (en) | POWER SUPPLY CONVERTER | |
| EP1094589A1 (en) | Charge management system for electric batteries in particular a babattery composed of lithium cells | |
| FR2936193A1 (en) | APPARATUS FOR CONTROLLING A LIGHTING INSTALLATION OF A MOTOR VEHICLE AND A VEHICLE LIGHTING SYSTEM | |
| WO2010130798A1 (en) | Converter circuit and electronic system comprising such a circuit | |
| JP3966998B2 (en) | Device for supplying and connecting power generated by wind power generators | |
| EP0265328B1 (en) | Autonomous power supply system | |
| FR2879852A1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR AUTONOMOUS POWER SUPPLY BY RENEWABLE ENERGY | |
| EP1103019B1 (en) | Logic input device for energy recovery in a process control | |
| EP1139361B1 (en) | Electrical circuit for the transmitting the status information, particularly for railway material, and system incorporating such a circuit | |
| EP3017480B1 (en) | Simulation circuit of an alternating electric grid and method for controlling same | |
| CA2281637C (en) | Low cost power supply device to a plurality of electronic modules installed in a compartment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |