JPS63500828A - electronic control circuit - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 電子制御回路 本発明は、電子制御回路、特に変化するパワーサプライと負荷との間におけるパ ワー移動を最大にするための制御回路に関する。[Detailed description of the invention] electronic control circuit The present invention is particularly useful for electronic control circuits, especially for power supplies and loads that vary. This invention relates to a control circuit for maximizing power movement.
本明細書において「インバーター」は、交流又は直流の電圧を変換するための手 段を意味するものとし、デユーティレシオ(duty cycle)、周波数そ の他により変化せしめられるものであり、スイッチングレギュレーターを備えて いるものとする。In this specification, "inverter" refers to a means for converting alternating current or direct current voltage. stage, and the duty ratio (duty cycle), frequency, etc. It can be changed by other factors, and is equipped with a switching regulator. It is assumed that there is
本発明は、蓄電池として使用される光電セルに対して特に有用性を発揮するもの であるが、以下の説明がら明らかなように、この特別の用途に限定されるもので はない。The present invention is particularly useful for photovoltaic cells used as storage batteries. However, as is clear from the explanation below, it is limited to this special use. There isn't.
光電セルにおける問題点は、光電セルの電圧電流特性曲線において最大電力が生 じるのは一つの点に限られていると言うことである。これは、光電セルが充電用 モジュールに接続される場合にも生じることである。第1図は、典型的な12ボ ルトの充電用モジュールの特性曲線40を示している。最大電力を生じる点は、 vpS rpで表示されており、この点は特性曲線における約16ボルトの個所 にある[肩乃至膝(knee)Jにおいて生じる。当然のこと乍ら最大電力は、 電池もこの電圧に等しいときに移動せしめられることができる。公称12ボルト の鉛蓄電池は、最大放電状態における11ボルト以下の電圧から、最大充電状態 における15ボルト乃至16ボルト迄変化する。通常は、電池の電圧を14.4 ボルトに制限又は「フロート」される(制限された場合の電池の電圧は、図にお いてX及びYで示されている)。The problem with photovoltaic cells is that the maximum power generated in the photovoltaic cell voltage-current characteristic curve is This means that it is limited to one point. This is because the photocell is used for charging. This also occurs when connected to a module. Figure 1 shows a typical 12-voice 4 shows a characteristic curve 40 of a standard charging module. The point that produces the maximum power is It is expressed as vpS rp, and this point is approximately 16 volts on the characteristic curve. Occurs at the shoulder or knee. Of course, the maximum power is The battery can also be moved when equal to this voltage. nominal 12 volts Lead-acid batteries range from voltages below 11 volts at maximum discharge to maximum charge at It varies from 15 volts to 16 volts. Normally, the battery voltage should be set to 14.4 volts (the voltage of the battery when limited is shown in the diagram). (denoted by X and Y).
従って太陽電池モジュールの最大電力容量を知るのは困難である。抵抗負荷が存 し、その抵抗がオームの法則に従ってめられる。Vp/Ipに等しくなければ、 最大電力は移動せしめられない。第3図は、同じモジュールの特性を電力−電圧 特性曲線で表わしたものであり、これによると、電池の出力電圧を[限定(cl amping)Jすることにより得られる効果がよく表わされている。即ち、電 池の電圧が低下するほど、出力電力が低下するのである。Therefore, it is difficult to know the maximum power capacity of a solar cell module. There is a resistive load The resistance is determined according to Ohm's law. If not equal to Vp/Ip, Maximum power cannot be transferred. Figure 3 shows the power-voltage characteristics of the same module. It is expressed as a characteristic curve, and according to this, the output voltage of the battery is limited to amping) J is clearly shown. In other words, electricity The lower the voltage of the battery, the lower the output power.
太陽電池モジュールの出力電圧は、最大電力の移動が生じるような電圧で、常に 一定に保たれるのが望ましいことは勿論である。負荷電圧もまた、最大電力の移 動が生じるような電圧で常に一定に保たれるのが望ましい。The output voltage of a solar module is always the voltage at which the maximum power transfer occurs. Of course, it is desirable to keep it constant. The load voltage also determines the maximum power transfer. It is desirable that the voltage be kept constant at such a voltage that no movement occurs.
負荷が太陽電池モジュールの出力を「限定j又は制御するように直接的な接続が なんらかの形で行なわれるとす殆んどの時間拮抗ないし衝突した状態となる。ソ ーラーシステムにおいて最大型ツノの移動又はピークパワーポイント(最大電力 移動を生じる点)の探知(トラッキング)の試みがなされてきたが、これらの試 みは、システムにおける出力の直接測定が不可能なこと、制御が困難なこと、及 び効果が充分でないことという厄介な問題を抱えていた。A direct connection is made so that the load limits or controls the output of the solar module. If they are carried out in some form, they will most of the time be in an antagonistic or conflicting state. So In the controller system, the movement of the largest horn or the peak power point (maximum power Attempts have been made to detect (track) points that cause movement, but these attempts The main drawbacks are the inability to directly measure the output in the system, the difficulty in controlling it, and However, they had the troublesome problem of not being sufficiently effective.
本発明はまた、ソーラーシステムの電圧調整においても有用性を有するものであ る。ソーラーシステムにおいて制御可能なインバーター又はスイッチングレギュ レータを使用することにより、熱としての消失及びシステム内での無駄を最小に するようなより厳格な電圧調整をすることができるという利点が得られる。The invention also has utility in voltage regulation of solar systems. Ru. Controllable inverter or switching regulator in solar system Minimizes dissipation as heat and waste within the system by using a The advantage is that tighter voltage regulation can be made.
現在のところ、リニア制御及びスイッチ制御という2種類のソーラーレギュレー タが使用されており、これらは並列又は直列のいずれかの接続により回路に組み 込まれる。リニアレギュレータは、2つの大きな短所を有している。即ち、 i)熱としての消費が大きいこと ii)コストが高く装置が高張ること という欠点である。Currently, there are two types of solar regulators: linear control and switch control. These can be assembled into a circuit by either parallel or series connections. be included. Linear regulators have two major disadvantages. That is, i) Large consumption as heat ii) High cost and expensive equipment This is a drawback.
しかしながら、このレギュレータは、極めて良好な調節を行うことができる。並 列に組み込まれるスイッチ式レギュレータもまた、前述の2つの欠点を有してお り、極めて厳密な回路ヒステリシスの制御が行なわれないと適確な調節ができな い「オン/オフ装置」の形態となっている。However, this regulator is capable of very good regulation. common Switched regulators built into columns also have the two drawbacks mentioned above. Therefore, accurate adjustment cannot be made unless very strict circuit hysteresis control is performed. It is in the form of an "on/off device".
直列に配置されるスイッチ式レギュレータは、他の2つの欠点を伴うことなく同 様の調節を行うことができる。Switched regulators placed in series can do the same without the other two drawbacks. You can make various adjustments.
複数の太陽電池モジュールを使用して「増分(imcremen t a 1) Jレギュレータを構成した場合は、該レギュレータは、リニアレギュレータとし て作動する。Increment using multiple solar modules If a J regulator is configured, the regulator is a linear regulator. It works.
前述の事項に加えて、ソーラーコレクター(熱または電気によるもの)の出力は 、該コレクターの太陽に対する位置に依存する。固定されたコレクターは、太陽 に対する地球の回転に基づいて一日の周期の間サインカーブを描くような出力を なすこととなる。最大出力は、太陽光線がコ1/クターに垂直に入射するとき( −日の内の正午頃)に生じる。しかしながら、曇りのときには、太陽からの入射 光線の散乱により、近くにある白い雲、建物の影響、影又は水の存在に起因して 太陽の位置とは異なる位置から、より多くのエネルギーが得られる。In addition to the above, the output of the solar collector (thermal or electrical) is , depends on the position of the collector relative to the sun. fixed collector solar outputs a sine curve for the period of the day based on the earth's rotation relative to It will be done. The maximum output is when the sun's rays are incident perpendicularly on the collector ( - Occurs around noon of the day). However, when it is cloudy, the incident light from the sun Due to the scattering of light rays, due to the presence of nearby white clouds, the influence of buildings, shadows or water. More energy can be obtained from a different position than the sun.
固定されたソーラーコレクターの出力は、−日の時間経過に伴うサインカーブを 描くように変化し、この状態は第4図に明らかに示されている。点G、、HS ISJは、晴れたにコレクターが一日中太陽光線に対して垂直な位置を取った場 合に得られる理論上の最大出力を示している(大気による影響は考慮に入れられ ていない)。理論上の最大ゲインは、サイン状カーブの下の領域と点GHIJで 囲まれた領域との差である。これは、サイン状カーブのR,M、S、値とピーク 値との差としてとらえることができ、略41.4%のゲインとなる。The output of a fixed solar collector follows a sine curve over time of − days. This condition is clearly shown in FIG. Point G,,HS ISJ is calculated when the collector is perpendicular to the sun's rays on a sunny day. (atmospheric effects are not taken into account). (not). The theoretical maximum gain is the area under the sinusoidal curve and the point GHIJ. This is the difference from the enclosed area. This is the R, M, S, value and peak of the sinusoidal curve. This can be interpreted as a difference from the value, resulting in a gain of approximately 41.4%.
現在使用されているソーラーコレクターの追跡(トラッキング)装置は、雲又は 影等に起因する太陽からの入射光線からの変化を考慮に入れておらず、また複雑 にして高価である。Currently used solar collector tracking devices are It does not take into account changes from the incident rays from the sun due to shadows, etc., and it is complicated. And it's expensive.
公知の一つの方法は、コレクターの各サイドに固定された光センサー装置を使用 し、これらの光センサー装置がコレクターの移動により影の中に入るようにする というものである。コレクターは、光センサー装置に到達する光の有無に応じて 動かされる。この方法における短所は、センサー装置にはコレクターの移動によ る影以外の影が影響を及ぼすことが許されない点である。センサーは異なった作 用をして太陽からの入力を異ならしめる虞れがあるからである。One known method uses optical sensor devices fixed to each side of the collector. and these light sensor devices are brought into the shadow by the movement of the collector. That is what it is. Depending on the presence or absence of light reaching the optical sensor device, the collector Moved. The disadvantage of this method is that the sensor device requires movement of the collector. The point is that shadows other than the shadows that are present are not allowed to have any influence. The sensors are made differently. This is because there is a risk that the input from the sun will be different due to undesirable use.
他の公知の方法は、日中の間、太陽が存在すると予想される場所にコレクターを 置くことである。この方法は、位置フィードバック制御装置を使用することによ って行なわれることとなり、ステップモーターのような位置制御モーターを使用 する関係上高価となる。この方法もまた、影又は雲に起因する変化に対する補償 をすることができず、常時最大出力が得られることを可能にする補償はない。Other known methods include placing the collector where the sun is expected to be present during the day. It is to put it. This method uses a position feedback control device. This is done using a position control motor such as a step motor. Therefore, it is expensive. This method also compensates for changes due to shadows or clouds. There is no compensation that allows maximum output to be obtained at all times.
前述の2つの方法は共に、いずれの出力レギュレータに対しても独立した制御回 路を必要とし、両方法とも、その出力に直接関係するコレクターの位置を与える ない。Both of the above methods require independent control circuits for either output regulator. both methods give the location of the collector directly related to its output. do not have.
従って、本発明の目的は、既存の回路における前述の如き問題点又は短所の少な くとも一つを解消し得る電子制御回路を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to alleviate the above-mentioned problems or shortcomings in existing circuits. An object of the present invention is to provide an electronic control circuit that can solve at least one problem.
本発明の前記目的は、変化するパワーサプライ(21)と電気的負荷(22)と の間において最大電力を移動させるだめの電子回路であって、前記パワーサプラ イ(21)からの出力を示す1又は2以上の電気的パラメーターを連続的に測定 するための測定回路(23)と、前記出力の最後の測定値をストアーする為のス トレージ回路(27)と、前記出力の最後の測定値を直ぐ前の測定値と比較し出 力が減少している場合に、出力信号3を発するためのコンパレーター(24)と 、前記パワーサプライに接続された制御手段(28)、(30)の相反する方向 の内の一つにおいて所定の量の変化を生せしめる該パワーサプライから前記負荷 (22)への電力移動を変化せしめる第1の制御信号1を発するための制御決定 回路(31)であって、前記出力信号3を受け取るように接続され、前記第1の 制御信号により生ぜしめられる変化の方向を変える第2の制御信号2を前記出力 信号3に応じて発する該制御回路(31)と、前記制御手段がいずれかの前記方 向における所定のリミットに到達したときにその方向の変化を生せしめる為に作 動するリミット検知回路(43)とを備えていることを特徴とする電子回路によ り達成される。The object of the invention is to provide a variable power supply (21) and electrical load (22) an electronic circuit for transferring maximum power between said power supply Continuously measure one or more electrical parameters indicating the output from (21) a measuring circuit (23) for storing the last measured value of the output; storage circuit (27) and compares the last measured value of said output with the immediately previous measured value. a comparator (24) for issuing an output signal 3 when the force is decreasing; , opposite directions of the control means (28), (30) connected to said power supply. said load from said power supply causing a predetermined amount of change in one of said power supplies; (22) Control decision for issuing the first control signal 1 that changes the power transfer to a circuit (31) connected to receive said output signal 3 and connected to said first outputting a second control signal 2 that changes the direction of the change caused by the control signal; the control circuit (31) which emits the signal in response to the signal 3; Designed to cause a change in direction when a predetermined limit in direction is reached. An electronic circuit characterized in that it is equipped with a limit detection circuit (43) that moves. will be achieved.
第1図は前に参照されたものであり、典型的な12ボルト太陽電池モジユールに おける電流−電圧のグラフで第2図は第1図のモジュールにおいて効率−電圧の 関係をレギュレータの比較のために描き直した曲線40を示しており、 第3図は第1図のモジュールについて電力−電圧の関係として描き直した曲線4 0を示しており、第4図は「固定」及び「トラッキング」タイプのソーラーコレ クター間での出力の比較のためのグラフであり、第5図は、「電力最大化」フィ ードバック及び調節用電圧モニターを有したステッパーモーター及びインバータ ーを使用する本発明の1実施例のソーラーパワーシステムのブロック図であり、 第6図は第5図に示す実施例において使用される「電力最大化」フィードバック 技術を表わす基本的なフローチャートであり、 第7A図から第7D図は結合されて、第5図に示すソーラーパワーシステムのよ り詳細な回路ブロック図を示すものである。Figure 1, referenced earlier, shows a typical 12 volt solar module. Figure 2 shows the current vs. voltage graph for the module in Figure 1. It shows a curve 40 in which the relationship is redrawn for comparison of regulators, Figure 3 shows the curve 4 redrawn as the power-voltage relationship for the module in Figure 1. Figure 4 shows "fixed" and "tracking" type solar collectors. Figure 5 is a graph for comparing the output between the Stepper motors and inverters with voltage monitors for back-up and regulation 1 is a block diagram of a solar power system according to an embodiment of the present invention using a Figure 6 shows the "power maximization" feedback used in the embodiment shown in Figure 5. It is a basic flowchart representing the technology, Figures 7A through 7D may be combined to create a solar power system as shown in Figure 5. This figure shows a detailed circuit block diagram.
以下に説明する実施例によれば、光電セルの使用者は、該セルから公知の技術に よる場合以上の出力を得ることができる。図中、参照番号を付して説明されてい ない部品であっても、表示記号を以って示されていることからそれらの部品の内 容は明らかであろう。半導体技術の進歩により、光電セルを通常において備え、 複雑だが有用性の高い低出力用制御回路の形成が可能となった。この制御回路は 、太陽電池モジュールの出力を連続的に測定し調節して、該太陽電池モジュール の出力を最大とし、該出力は負荷又はバッテリに移動され得るようにされる。According to the embodiments described below, the user of a photovoltaic cell can convert the cell into a known technology. It is possible to obtain more output than in the case of In the diagrams, explanations are given with reference numbers. Even if the parts are not included in the The content is obvious. With the advancement of semiconductor technology, photoelectric cells are commonly equipped, It has become possible to form a complex but highly useful control circuit for low output. This control circuit is , continuously measuring and adjusting the output of the solar cell module; output, which can be transferred to the load or battery.
この制御回路はまた、時間に基づいて、太陽電池モジュールの位置を太陽に対し て再調節し最大出力が得られるようにする。電圧調節もまた得られる。第5図及 び第6図に示されるように、可変デユーティレシオインバーター20が太陽電池 モジュール21と負荷22との間におかれ、且つ効率が仮に無視されるとすれば 、次の公式が適用される。This control circuit also adjusts the position of the solar module relative to the sun based on time. Adjust again to obtain maximum output. Voltage regulation is also obtained. Figure 5 As shown in FIG. 6, the variable duty ratio inverter 20 If it is placed between the module 21 and the load 22 and the efficiency is ignored, then , the following formula applies:
i ) Vout =vinXデユーティレシオ(Duty C”/cle) ii ) Vin=Vout /デユーティレシオiii )入力=出力 このインバーターの制御に置けるデユーティレシオ(Duty Cycle)は 、前記公式を満足するように調節される。回路全体の説明(第7A図−第7D図 )で明らかにするように、制御はピーク出力を維持するように行なわれる。出力 電圧(Vout)がバッテリーより[限定(cIamped)Jされ、又は負荷 22の抵抗により一定とされ、且つデユーティレシオが最大出力の移動を可能に する点まで変化せしめられる場合は、太陽電池モジュールは最大出力点において 作動する。i) Vout = vinX duty ratio (Duty C”/cle) ii) Vin = Vout / Duty ratio iii) Input = Output The duty ratio (Duty Cycle) for controlling this inverter is , is adjusted to satisfy the above formula. Explanation of the entire circuit (Figures 7A-7D) ), control is performed to maintain the peak output. output The voltage (Vout) is limited (cIamped) from the battery or the load It is kept constant by 22 resistors, and the duty ratio allows the maximum output to be moved. If the solar module is forced to change to the point where it Operate.
次に第6図を参照すると、フローチャート中の各ブロックは次のように構成され ている。Next, referring to Figure 6, each block in the flowchart is configured as follows. ing.
34:出力の測定 35:測定値のストア 36:制御値の変更 37:出力は減少したか? 38:制御値の変更の方向転換 39:制御は制限領域内に到達したか?第6図に示すように、出力はまず測定さ れストアされる。制御値は、その後検知された量に基づいて変更される。出力が 再び測定され、前の測定値と比較される。出力の減少が検知されると、制御値の 変更の「方向」は制御を変更して継続する前に転換され、更に測定が行なわれる 。このシステムは以下に於て、「出力最大化」フィードバックと称することとし 、そのための回路は「出力最大化」レギュレータ及び位置コントローラーと称す ることとする。フィードバックループにおいては、以下に示す3つの制御シグナ ル1.2.3が必要である。34: Measuring output 35: Store measurement values 36: Change of control value 37: Has the output decreased? 38: Change direction of control value change 39: Has the control reached within the restricted area? As shown in Figure 6, the output is first measured. is stored. The control value is then changed based on the sensed quantity. The output is It is measured again and compared with the previous measurement. When a decrease in output is detected, the control value is The ``direction'' of the change is switched before continuing with the control change and further measurements are taken. . This system will be referred to below as "output maximization" feedback. , the circuit for this purpose is called an “output maximization” regulator and position controller. I will do so. In the feedback loop, the following three control signals are used. 1.2.3 is required.
1)制御値を変更せよ 2)制御値変更の方向を転換せよ 3)(出力における)減少が検知された。1) Change the control value 2) Change the direction of control value change 3) A decrease (in power) was detected.
これは、出力が一つの点において「ピーク」を示すからである。出力測定回路2 3と前回測定値のストアー分27に結合された比較演算回路24とにより、ピー クポイントのいずれかのサイドにおける減少が検知され、制御を逆向きに行わせ しめる。減少が太陽光線又は負荷の変化のような外的原因により生じた場合は、 前記回路は、出力が再び最大値を示すまで出力についての「捜索(track) Jを行う。フィードバックループにおける前述の3つの制御信号は、ステッパー モーター25を制御するのに使用され、該ステッパモーターは太陽電池モジュー ル21がその軸線を太陽に向けるように該モジュールを駆動する。メインコント ロール31に接続されたタイマー26は、モーター26が制御されたエレメント として使用される場合に、インバーター20に代ってフィードパツークループ内 において制御を行う。電圧調節は、電圧モニター33に基づいて行なわれる。This is because the output "peaks" at one point. Output measurement circuit 2 3 and the comparison calculation circuit 24 connected to the stored value 27 of the previous measured value. A decrease on either side of the point is detected and causes the control to reverse direction. Close. If the reduction is caused by external causes such as sunlight or changes in load, The circuit "tracks" the output until it again shows a maximum value. Do J. The aforementioned three control signals in the feedback loop The stepper motor is used to control the motor 25, which is connected to the solar module. 21 drives the module so that its axis points toward the sun. Main control The timer 26 connected to the roll 31 is an element in which the motor 26 is controlled. When used as a feed part group instead of the inverter 20. Control is performed at Voltage adjustment is performed based on voltage monitor 33.
前記モーター及びインバーターは、夫々の制御部28及び30を備えている。こ れらの制御部の各々は、制御値変更の方向転換を行い、制御の放逸を防止する制 限値検出回路43を備えている。インバーターの制御は、作動周波数を設定する クロック29により行なわれる。システムクロック32は、回路内での作動の同 期化をおこなわせるために使用される。電圧調節は、電圧モニター33に基づい て行なわれる。The motor and inverter are provided with respective controllers 28 and 30. child Each of these control units has a control that redirects the control value change and prevents the control from escaping. A limit value detection circuit 43 is provided. Inverter control sets the working frequency This is done by clock 29. The system clock 32 is a synchronizer of operation within the circuit. Used to perform initialization. Voltage adjustment is based on voltage monitor 33 It is done.
「制御値を変更せよ」という制御信号]は、両方向に連続的に変化し必要な場合 に方向を変化させるように仕向ける単純なものと理論上はすることもできるが、 変更の「景」を測定及び比較演算機能に同期して制御するものとするのが望まし い。The control signal "Change the control value" changes continuously in both directions and when necessary. In theory, it is possible to do something simple that causes the object to change direction, but It is desirable that the "view" of the changes be controlled in synchronization with the measurement and comparison calculation functions. stomach.
この技術の可能性は、他の要素に対するこの回路の全体的な効率に依存している 。第7A図から第7D図に示すように本発明に係る回路は、「バック(b u c’k) J(ステップダウン)レギュレータとして一般に知られている可変D C出力を発生するためのアベレージングL/Cフィルター(Ll、C2)に接続 された高周波スイ゛ヲチT1を使用する。入力電圧及び所望の出力電圧の関係に 応じて他の種類のインバーター/コンバーターを使用することもできる。近時に おける回路構成要素(スイッチ、ダイオード、インダクターコアー及びキャパシ ター)の発達によって、90%を越える高い回路効率の達成が可能となった。一 方、c−mosその他の低出力構成要素を使用する制御回路もまた高い効率を実 現する。ここに提供される回路は、12ボルトで1ワツト以下の電力を使用し、 高い効率のインバータに接続されることにより50ワツト以下の総電力スループ ットを持つシステムを実現させる。The potential of this technology is dependent on the overall efficiency of this circuit with respect to other factors . As shown in FIGS. 7A to 7D, the circuit according to the present invention c’k) Variable D commonly known as J (step down) regulator Connect to averaging L/C filter (Ll, C2) to generate C output The high frequency switch T1 is used. The relationship between input voltage and desired output voltage Other types of inverters/converters can also be used as appropriate. recently circuit components (switches, diodes, inductor cores and capacitors) The development of circuits has made it possible to achieve high circuit efficiencies exceeding 90%. one On the other hand, control circuits using C-MOS and other low power components can also achieve high efficiency. manifest. The circuit provided herein uses less than 1 watt of power at 12 volts, Total power sloop less than 50 watts when connected to a high efficiency inverter Realize a system that has a
第2図は、第1図から出力/総電力、として得られる効率を示す曲線40を表わ している。第2図の曲線41に表わされた特性を有する直列配置のスイッチ式レ ギュレータは、以下に説明する回路として同じFET及びブロッキングダイオー ドを使用しており、図示のパワーレベルにおいて約1ワツトのロスを有しており 、モジュール固有の効率におけるロスを考慮すると、11ボルトで約72%(グ ラフにおける点B)から14.4ボルトで92.5%(グラフの点E)の効率を 示す結果となる。FIG. 2 shows a curve 40 showing the efficiency obtained from FIG. 1 as output/total power. are doing. A switched type resistor arranged in series having the characteristic represented by curve 41 in FIG. The regulator uses the same FET and blocking diode as the circuit described below. There is a loss of approximately 1 watt at the power level shown. , approximately 72% at 11 volts (Gr. An efficiency of 92.5% (point E on the graph) at 14.4 volts from point B on the rough The result is shown below.
出力最大化レギュレータ(第2図における曲線42)において選択的に達成され た90%の効率は、スイッチ式レギュレータに於ては、出力電圧が13.8ボル トを越えたときにのみ越えられている(グラフにおける点D)。それを越えた領 域における両者の差は、出力最大化レギュレータが100%に近いデユーティレ シオで作動するため、ごく僅かとなっている。以下に説明する回路は、ピーク出 ノjの1/256の変化を測定することができ、この変化を検知するに必要な量 についてのみデユーティレシオの値を変化させる。直列配置のスイッチ式レギュ レータ(曲線41)に比較した場合の出力ロスは、回路における必然的な量とピ ーク出力の1/256との和に略々等しい。13.8ボルト以上の領域における 効率上の欠損は、バッテリーが略々完全に充電されたときには殆んど重要性をも たない。出力最大化レギュレータにおける92.5%以上の効率は、バッテリー 電圧の全体的な領域において直列配置のスイッチ式レギュレータの効率を越えて いる。selectively achieved in the output maximizing regulator (curve 42 in Figure 2). 90% efficiency is achieved when the output voltage is 13.8 volts in a switched regulator. (point D on the graph). territory beyond that The difference between the two in the range is that the output maximizing regulator has a duty rate close to 100%. Since it operates on sio, there are only a few. The circuit described below It is possible to measure a change of 1/256 of No.j, and the amount necessary to detect this change is The duty ratio value is changed only for. Switch type regulator in series arrangement The output loss compared to the It is approximately equal to the sum of 1/256 of the arc output. In the area of 13.8 volts or more Efficiency deficits are of little importance when the battery is approximately fully charged. Not worth it. Efficiency of over 92.5% in output maximizing regulators Exceeds the efficiency of series-configured switched regulators in the entire voltage range There is.
次に第7A図から第7E図を参照しつつ説明すると、これらの図は第5図のソー ラーシステムをより詳細に示した回路図である。第7A図から第7C図に示す出 力最大化レギュレータは、インバーター20、出力最大化フィードバックループ エレメント、電力測定回路23、ストア部27、コンパレーター24、決定及び 制御回路30.31、並びに電圧モニター回路33を備えている。Next, referring to Figures 7A to 7E, these figures are the source of Figure 5. FIG. 2 is a circuit diagram showing the error system in more detail. Outputs shown in Figures 7A to 7C The power maximizing regulator includes an inverter 20, a power maximizing feedback loop element, power measurement circuit 23, store section 27, comparator 24, determination and Control circuits 30 and 31 and a voltage monitor circuit 33 are provided.
第7D図及び第7E図は、電力最大化位置コントローラーセクションを示してお り、該セクションは、タイマー26、カウンター及びモーター駆動回路28を備 えている。このセクションは、第7A図から第7C図に示すフィードバックルー プエレメントを使用する。この回路は、太陽電池モジュールのピークパワーにお ける電圧(Vp)が負荷22の電圧より常に高いソーラーパワーシステムを意図 して構成されている。これにより、[バック(buck)J (ステップダウン )レギュレータを使用することが可能となる。第7A図から第7C図のメインス イッチFET (TI)及びブロッキングダイオード(U2)は、直列配置のス イッチ式[増分(incrental)Jレギュレータにおいて使用されるタイ プのものである。従って100%のデユーティレシオにおけるロスは、同様とな っている。この回路は、2つの部分、即ち第7A図から第7C図に示す部分及び 第7D図から第7E図に示す部分について説明される。まず第7A図から第7C 図に示す部分について説明する。Figures 7D and 7E show the power maximizing position controller section. The section includes a timer 26, a counter and a motor drive circuit 28. It is growing. This section describes the feedback loop shown in Figures 7A-7C. using pre-element. This circuit is designed to handle the peak power of the solar module. Intended is a solar power system where the voltage applied (Vp) is always higher than the voltage of the load 22. It is configured as follows. This allows the [buck J (step down) ) It becomes possible to use a regulator. The main stage of Figures 7A to 7C The switch FET (TI) and blocking diode (U2) are connected in series. switch type [tire used in incremental J regulators] It belongs to Pu. Therefore, the loss at 100% duty ratio is the same. ing. This circuit consists of two parts: the part shown in Figures 7A to 7C; The portions shown in FIGS. 7D to 7E will be explained. First, Figures 7A to 7C The parts shown in the figure will be explained.
■、電圧供給 インプット50から2つの3端子レギユレータU2(7805)及びUl (7 8L12)により各々5ボルト及び12ボルトの正電圧が引き出される。5ボル トの負電圧がU3’(7660I C)により+5サプライから引き出される。■、Voltage supply Two three-terminal regulators U2 (7805) and Ul (7 8L12) draw positive voltages of 5 volts and 12 volts, respectively. 5 bol A negative voltage is pulled from the +5 supply by U3' (7660IC).
ダイオードポンプを駆動する555可変マルチバイブレータ−U4が、K1のド レイン(d)に12ボルトの電圧を供給するため、及びゲート駆動用IC,U5 に電力を供給するために使用される。これにより、T1のゲート(g)はそのド レインより高電圧となり、この事は、図示の状態でFETであるT1が使用され る場合に必要なのである ■、電圧変換 太陽電池モジュールは、定電圧源であり、電圧レギュレータに見られるようなス イッチングパルスの発生を防止するためにキャパシター01がフィルター兼電圧 源として使用される。メインスイッチングFET−PIは、ソースターミナルに おいて種々の幅のパルスを生じるU5からの種々のデユーティレシオパルスによ り駆動される。このパルスは、Ll及びC2を備えたローパスフィルターを通し て供給される。ダイオードD1は、Llに蓄積されたエネルギーを負荷に返換し 、このときT1はオフとなる。U2は、回路がオフとなったときにアウトプット 52におけるバッテリーからの逆電流を防止するためのブロワキングダイオ−で ある。得られる出力は、入力電圧とデユーティレシオとの関数である。The 555 variable multivibrator U4 that drives the diode pump is connected to the driver of K1. IC for supplying 12 volts to the rain (d) and for gate driving, U5 used to power the. This causes the gate (g) of T1 to The voltage is higher than that of the rain, and this means that the FET T1 is used in the state shown. This is necessary when ■、Voltage conversion A solar module is a constant voltage source, meaning that it does not require a voltage regulator, such as a voltage regulator. Capacitor 01 serves as a filter and voltage to prevent the generation of switching pulses. used as a source. The main switching FET-PI is connected to the source terminal. with different duty ratio pulses from U5 producing pulses of different widths at It is driven by This pulse is passed through a low pass filter with Ll and C2. will be supplied. Diode D1 returns the energy stored in Ll to the load. , at this time T1 is turned off. U2 is the output when the circuit is turned off. A blowing diode to prevent reverse current from the battery in 52. be. The resulting output is a function of the input voltage and duty ratio.
■、電力測定 IC−U6は、相互フンダクタンス型演算増幅器(3080)である。その出力 電流は、入力端子(ピン2及び3)間の電圧とピン5に流れる電流から得られる 値に比例したものである。ピン2及び3間の電圧は、抵抗によって検知される出 力電流に比例する。ピン5に流れる電流は、抵抗RVI、R1を経た出力電圧に 比例する。■、Power measurement IC-U6 is a mutual fundance type operational amplifier (3080). its output The current is derived from the voltage across the input terminals (pins 2 and 3) and the current flowing through pin 5 It is proportional to the value. The voltage between pins 2 and 3 is the output sensed by a resistor. force is proportional to current. The current flowing into pin 5 is the output voltage through resistor RVI, R1. Proportional.
U6の出力電流は、出力電圧と出力電流との積である出力電力に比例する。U6 の出力電流に基づく電圧を発生させるために、その電流は抵抗R2に供給される 。平行に配置されたダイオードD3は、負方向への揺れを制限し、キャパシター C3は抵抗R2における電圧のフィルターの役割をなす。この電圧は、ドライブ メーターM1に作用する際にU7により緩衝される。ドライブメーターMlは出 力電力を直接目視可能とするものである。The output current of U6 is proportional to the output power, which is the product of the output voltage and the output current. U6 That current is supplied to resistor R2 to generate a voltage based on the output current of . Diode D3 placed in parallel limits the negative swing and capacitor C3 acts as a filter for the voltage across resistor R2. This voltage is the drive When acting on meter M1, it is buffered by U7. Drive meter Ml is out. This allows the power to be directly observed.
■、ディジタルへの変換、ストレージ及び比較U8、U9ASUIOからU12 は、「トラッキング」アナログ−ディジタル(8ビツト)コンバーターを構成し ている。クロックパルスは、555非安定マルチバイブレータ−・U35により 、NANDゲート・U36を経て供給される。[12(ピン16)からの出力は 、2つの可逆カウンター・UIO及びUllの状態に比例した電圧である。コン パレーターU8は、U12からの出力をR2両端の電圧と比較する。U12の出 力をR2両端の電圧に等しくするために、U8からのアウトプットは、フリップ フロップU9Aの作用を受けてカウンターUIO及びUllへの方向を決められ る。従って、一定の入力電圧に基づき、U12の出力は、コンパレーターU8の 感度及び/又はU12の電圧ステップにより決められる示(理想的には±ILS B)をもってインプット電圧の上下に揺れ動く。U12は、0から2.56ボル トの出力電圧範囲を256ステツプ(8ビツト)に分解するものであり、従って ±0.01ポルの測定分解能を持っている。U9Aの出力rQJが高くなるごと に、カウンターUIO及びUllの状態は出力電力をディジタ −小表示する。■, Conversion to digital, storage and comparison U8, U9ASUIO to U12 constitutes a “tracking” analog-to-digital (8-bit) converter. ing. The clock pulse is generated by a 555 unstable multivibrator/U35. , is supplied via the NAND gate U36. [The output from 12 (pin 16) is , a voltage proportional to the state of two reversible counters UIO and Ull. Con Parator U8 compares the output from U12 to the voltage across R2. Out of U12 To make the force equal to the voltage across R2, the output from U8 is flipped The direction to counter UIO and Ull is determined by the action of flop U9A. Ru. Therefore, based on a constant input voltage, the output of U12 is equal to the output of comparator U8. Indication determined by sensitivity and/or voltage step of U12 (ideally ±ILS B) causes the input voltage to fluctuate up and down. U12 is 0 to 2.56 volts The output voltage range of the output voltage is divided into 256 steps (8 bits). It has a measurement resolution of ±0.01pol. As U9A's output rQJ increases In addition, the states of counters UIO and Ull digitally display the output power.
回路は、R2両端のピーク電圧(ピーク出力電力)が2.56ボルトを上回らな いように校正される。ピーク出力電力が、グラフに示したように33.6ワツト であるとすると、出力測定における分解能は約130ミリワットC33,6を2 56で割った)値となる。The circuit is configured such that the peak voltage across R2 (peak output power) does not exceed 2.56 volts. It is calibrated to look good. The peak output power is 33.6 watts as shown in the graph Assuming that, the resolution in power measurement is approximately 130 milliwatts C33,6 2 (divided by 56).
各7jllJ定値はデーターバス53(制御及び決定セクションを参照)を経て 8ビツトのラッチU15に漸次ストアされ、ディジタルコンパレーターU13及 びU i、 4により新たな測定値と比較され得るようにされる。U15のアウ トプットにおけるデーターがカウンターUIO及びUllの状態を越える場合に は常に、U14のA<B出力(ピン7)は高められる。この出力のストローブ及 びデーターのコントロールの説明は、制御及び決定セクションの説明において行 うこととする。このA<B出力は、第5図に示されている「(出力電力において )減少が検知された」という制御信号3に等しい。Each 7jllJ constant value is connected via data bus 53 (see Control and Decision section). The data is gradually stored in the 8-bit latch U15, and the digital comparator U13 and and Ui, 4 so that they can be compared with the new measurements. U15 Au If the data in the topput exceeds the state of counter UIO and Ull Whenever U14's A<B output (pin 7) is raised. This output strobes and A description of the controls and data controls is provided in the Controls and Decisions section. I will do that. This A<B output is shown in Figure 5. ) Decrease detected" control signal 3.
■、ディジタル制御をされるデユーティレシオデユーティレシオは、0から10 0%迄256ステツプ(8ビツト)の段階で調節可能となっている。U16から U 21は、8ビツトペアーとして接続された4ビツトのバイナリカウンターで ある。U 1.6からU19は、高速テープであり、水晶制御発信器U22によ り駆動される。U16及びU17はこのクロック周波数256で駆動し、U17 の出力(ピン12)はフリップフロップU23Aのクロックインプットを駆動す る。U17の出力が高まると、U23Aの出力rQJが低下し、カウンターTJ 20及びU21の状態により決められるインプットデーターによりU18及びU 19が「負荷コされる。■Duty ratio that is digitally controlled The duty ratio is from 0 to 10. It is adjustable in 256 steps (8 bits) up to 0%. From U16 U21 is a 4-bit binary counter connected as an 8-bit pair. be. U1.6 to U19 are high speed tapes and are controlled by crystal controlled oscillator U22. It is driven by U16 and U17 are driven at this clock frequency of 256, and U17 The output (pin 12) drives the clock input of flip-flop U23A. Ru. When the output of U17 increases, the output rQJ of U23A decreases, and the counter TJ U18 and U are determined by the input data determined by the states of U20 and U21. 19 is “Loaded”.
U19の出力(ピン12)が高められると、U23Aの出力が高まる。U19の 出力が高まる時点は、U17の出力が高められるときに負荷されるデーターによ り決定されるのでこれらの2つの出力の間の時間的な差異はU20及びU21に より制御されることができ、U23Aのアウトプットにおけるデユーティレシオ を決定する。When the output of U19 (pin 12) is increased, the output of U23A is increased. U19 The point at which the output increases depends on the data loaded when the output of U17 is increased. The time difference between these two outputs is determined by U20 and U21. The duty ratio at the output of U23A can be more controlled. Determine.
これは、T1の「ゲート」を駆動し出力を制御するために、レベル変動(lev e 1−shi f t ing) トランジスターを経て使用される。tJ2 0及びU21の出力は、L120及びU21のピン15における2つのインプッ トにより制御される。該ピン15はカウンターのステップを刻むために使用され るクロックインプットであり、ピン10はNORゲート24を経る可逆(up/ down)制御のためのものである。これらは、パワーアップの際に、NORゲ ート及びインバーターを経てU25により制御されるピン21により、0にリセ ットされる。This is used to drive the “gate” of T1 and control the output. e 1-shi f t ing) is used via a transistor. tJ2 The outputs of 0 and U21 are connected to the two inputs at pin 15 of L120 and U21. controlled by The pin 15 is used to mark the steps of the counter. Pin 10 is the reversible (up/down) clock input via NOR gate 24. down) control. These are used when powering up. Reset to 0 by pin 21 controlled by U25 via converter and inverter. will be cut.
これらはまた、高い出力電圧の検知によりOにリセットされ、電圧レギュレータ (レギュレーションセクション参照)により0に保持される。これらはまた、電 圧レギュレータにより減算(col、Int down)するように仕向けられ 得る。These are also reset to O upon sensing a high output voltage and the voltage regulator (see Regulation section). These also The pressure regulator causes the pressure to subtract (col, Int down). obtain.
■、制御及び決定 U9AのrQJ出力が高まるごとに、出力電力のディジタル測定が行なわれる。■, Control and decision Each time U9A's rQJ output increases, a digital measurement of the output power is taken.
この信号はU26AのrQJアウトプットを低くするのに使用され、これにより ゲートU36がオフとされ、それ以上クロックパルスがA−Dコンバータに到達 するのをさまたげる。この段階ではタロツクは低い。クロックが高まるとU26 BのアウトプットrQJは、U26Aからの高められたインプットを「クリアー 」インプットに受けて、前の抑制された状態から高まることとなる。U26Bは ゲートU27及びU28を制御する。U27は、ここでインプット及びアウトプ ットにおいてインバーターを経た2つの「高い」状態を有し、U29のインプッ トを高める。U29の他のインプット3が高い状態にあると、新たな測定値(U lo及びUllにより表示されデーターバスに存在する)は、U15にストアさ れた前の測定値より小さいことを示す。出力電力の減少は、U29の出力を低下 させ、インバーターU29Aの出力を高める。これは、第5図に示された「変更 の方向を転換せよ」という制御信号2に等しい。U14のピン7からのrA<B Jの信号は、第5図に示された「(出力電力において)減少が検知された」とい う制御信号3に等しい。「方向を転換せよ」という信号は、U35からのクロッ クパルスが持続する間高い状態に持続する。U23Bのタロツクインプットにお けるポジティブへの移行の境目(pos i t ive −going ed ge)において、その出力が変化せしめられ、そのrQJアウトプットは、NO Rゲー)U24を経てカウンターU20及びU21の方向を制御する。This signal is used to lower the rQJ output of U26A, thereby Gate U36 is turned off and no further clock pulses reach the A-D converter. prevent you from doing Tarotsuk is low at this stage. When the clock increases, U26 B's output rQJ "clears" the increased input from U26A. ” In response to the input, it will increase from the previous suppressed state. U26B is Controls gates U27 and U28. U27 has input and output here. It has two "high" states through the inverter in the output, and the input of U29. increase the level of If the other input 3 of U29 is high, a new measured value (U (represented by lo and Ull and present on the data bus) are stored in U15. indicates that the measured value is smaller than the previous measured value. Decreasing the output power reduces the output of U29 to increase the output of inverter U29A. This is the “change” shown in Figure 5. This is equivalent to control signal 2 that says "change direction." rA<B from pin 7 of U14 The J signal corresponds to the "decrease detected (in output power)" shown in Figure 5. control signal 3. The “turn around” signal is a clock signal from U35. Remains high for as long as the pulse lasts. In the tarot input of U23B Boundary of transition to positivity (pos it ive - going ed ge), its output is varied and its rQJ output is NO R game) Controls the direction of counters U20 and U21 via U24.
クロックが低下すると、U28の出ノjはU27に変わって低下する。このNA NDゲートはNORゲートU30を制御する。030は高められた状態にあると きにそのアウトプットが以下の3つの効果を奏する。When the clock decreases, the output j of U28 changes to U27 and decreases. This NA The ND gate controls NOR gate U30. 030 is in a heightened state The output has the following three effects.
i、データーバス上のデーターはU15にストアされる。i, data on the data bus is stored in U15.
これはU25のストロボインプット(ピン2及び14)が高められているからで ある。(第5図における[前の測定値のためのストア」) ii、r制御を変えよ」という信号1は、ここでは高められた状態にあり、カウ ンターU20及びU21を比較サイクルによって予め決められた方向に1ステッ プ進める。これは、第5図に示した「制御を変えよ」という制御信号1に等しい 。これに従ってデユーティレシオは、1ビツトだけ変えられる。This is because the U25's strobe input (pins 2 and 14) is heightened. be. ([Store for previous measurement value] in Figure 5) ii, change r control” signal 1 is now in the heightened state and the counter The interfaces U20 and U21 are moved one step in the direction predetermined by the comparison cycle. Proceed. This is equivalent to control signal 1 "change control" shown in Figure 5. . Accordingly, the duty ratio is changed by one bit.
iii 、ここではU26Aの入力は、R3及びC4により生ぜしめられる僅か な遅れの後高められる。これによりU26AのrQJ出力が高められ、U26B は「クリアー」入力での高められた値により低下し、NANDゲートU36は次 のクロックパルスに対する準備のために開かれる。U27及びU28は閉じられ 、U9Aの出力が再び高まって次の測定が行なわれるまで閉じた状態を持続する 。iii, where the input of U26A is the small amount produced by R3 and C4. Increased after a long delay. This increases the rQJ output of U26A and increases U26B's rQJ output. is lowered by the increased value at the "clear" input, and NAND gate U36 is opened in preparation for the clock pulse. U27 and U28 are closed , remains closed until the output of U9A increases again and the next measurement is taken. .
電力最大化フィードバックのために、U23Bの出力は、デユーティレシオが変 化せしめられる方向を決定し、NORゲートU24を経て020及びU21を制 御する。For power maximization feedback, the output of U23B has a variable duty ratio. Determine the direction in which it will be controlled, and control 020 and U21 via NOR gate U24. control
それは、U24への他の人力によって[重ね合わせ(overridden)J をされることもできる。U2のインプットは、「デユーティレシオを減少させよ 」という制御4であり、電圧レギュレータセクションから送られる。U2BBは また、NORゲートインバータ及1 びR−Cネットワークによって制御される 。U21の「キャリイ」出力(ビン7)は、これらの2つのNORゲートを制御 し、方向の転換をせしめる。これはU20及びU21の)・−タルカウントが超 過した場合、即ちデユーティレシオが急激に100%から0又は0から100% へオーバーフローし得ないときになされる。回路におけるこの特徴は、他の個所 に於てリミットリテクターと称され、第5図に43で示されている。それは、電 力の減少が検出されず制御の変動リミットの到達が行なわれた場合に、「拘束( 1a t ah−up) Jが生じるのを防止する。デユーティレシオが電圧レ ギュレータにより低下せしめられた場合、及びOが検出された場合は、NORゲ ートがこれを検知しそれ以上のカウントを停止させ、デユーティレシオを0に効 果的に保持する。It is [overridden J can also be done. U2's input is ``Decrease the duty ratio.'' ” control 4 and is sent from the voltage regulator section. U2BB is Also controlled by NOR gate inverter and 1 and R-C network . The “carry” output of U21 (bin 7) controls these two NOR gates. and force a change in direction. This is because U20 and U21)・-tal count is super In other words, the duty ratio suddenly changes from 100% to 0 or from 0 to 100%. This is done when overflow cannot occur. This feature in the circuit is It is referred to as a limit protector in the literature and is shown at 43 in FIG. It is electric If a decrease in force is not detected and the control variation limit is reached, a "constraint" 1a t ah-up) prevent J from occurring. The duty ratio is the voltage level. If lowered by the regulator and if O is detected, the NOR gate The system detects this and stops further counting, setting the duty ratio to 0. hold effectively.
■、電圧制御 出力電圧を所望のリミット内で制御するために3つのコンパレーターU31A、 B及びCが使用される。これらの全ては、出力における電圧をZDIからの基準 電圧と比較する。出力電圧が必要とされる値より高い場合には、特定のコンパレ ーターの出力か高い値となる。■、Voltage control three comparators U31A to control the output voltage within desired limits; B and C are used. All of these refer to the voltage at the output from the ZDI Compare with voltage. If the output voltage is higher than required, certain comparators The output of the motor becomes high.
1、低電圧コンパレーターU31A−この回路は本発明にとって必須ではなく、 回路の随意付加的な特徴をなすものにすぎない。U31Aのアウトプットはフリ ップフロップ(U32)に接続され、該フリップフロップにおいて該アウトプッ トは、2つのNORゲートを経たパルスによって電力測定段階の間「拘束(la tched)Jされる。いずれかのときにおいてそのアウトプットが低い場合に は、それは電圧レギュレータを不能にする。これはU32rQJアウトプツトに 「高い」状態が生じ、該U32はU33の「クリアー」インプットに接続されて そのrQJアウトプットを継続的に低くするからである。その後電圧は、「高電 圧(high volts)Jのセットがされたのと同じくらいの高さまで上昇 する。これにより、RV2によりセットされた[低電圧(1ow−v o 1 t s) Jリミットに対し「フラットjか又はより低いバッテリーの自動的な 急速充電が可能となる。1. Low voltage comparator U31A - This circuit is not essential to the invention; It merely constitutes an optional additional feature of the circuit. The output of U31A is free. connected to the flip-flop (U32), and the output of the flip-flop is connected to the flip-flop (U32). The power is “constrained” during the power measurement phase by a pulse through two NOR gates. tched) J is done. If the output is low at any time That disables the voltage regulator. This is the U32rQJ output A ``high'' condition occurs and the U32 is connected to the ``clear'' input of U33. This is because the rQJ output is continuously lowered. Then the voltage is Pressure (high volts) rises to the same height as J was set do. This causes the [low voltage (1ow-v o 1 ts) For J limit, "Flat J or lower battery automatic Rapid charging is possible.
ii、電圧調節コンパレーターU31B−このコンパレーターのアウトプットは 、U33のタロツクインプットにおけるパルスによって電力測定段階の間拘束( Iatch)される(これは、誤動作によるデユーティレシオのステップによっ て不適切な過度状態が生じるのを防止するために行なわれる)。出力電圧が高す ぎる場合はU33 rQJアウトプットは高まる。このラインは「4」で表示さ れており、デユーティレシオにおける減少を生じる。024のインプットにおけ るこの高まりは、U20及びU21の減算(countdown)を生じ、U2 3Bからの信号の重なり合い(ove r r i de)を生じる。U2BB のアウトプットは、その「セット」及び「リセット」インプットに接続された2 つのNORゲートによって低下せしめられる。ii. Voltage regulation comparator U31B - The output of this comparator is , constrained during the power measurement phase by a pulse at the tarok input of U33 ( Iatch) (this is caused by a step in the duty ratio due to a malfunction). (This is done to prevent inappropriate transient conditions from occurring). Output voltage increases If it is too high, the U33 rQJ output will increase. This line is displayed as “4” This results in a decrease in the duty ratio. In the input of 024 This increase causes a countdown of U20 and U21, resulting in a countdown of U20 and U21. This results in an overlap of the signals from 3B. U2BB The output of the two connected to its "Set" and "Reset" inputs. is lowered by two NOR gates.
デユーティレシオはその後、制御ライン1が電力測定制御回路によりパルスを付 与されるごとに減少する。コンパレーターU31Bが低下したポイント迄デユー ティレシオが減少すると、該デユーティレシオは自動的に増加する。これは、U 23Bが低くせしめらていたからであり、U24の両方のインプットが今は低く U20及びU21の可逆コントロールの上昇を生せしめるからである。デユーテ ィレシオは、電圧コンパレーターU31B又は電力最大化フィードバックが再び 制御をするまで増加し続ける。しかしながらデユーティレシオの減少が出力電圧 を低下させないときは、デユーティレシオは0まで減少し続け、0に保たれる一 NORゲー)U34が、U21からNORゲート及びインバータを経た0の[伝 達(carry)Jを検知し、コンパレーターU31Bが再び低下するまでU2 0及びU21の「リセット可能状態」のインプットを生ぜしめる。これは、「直 列配置のスイッチ式」レギュレータの「オフ」状態に実際上等しいが、デユーテ ィレシオの減少及び増加の効果は「リニアー」レギュレータに近似する。従って レギュレータは、バッテリー充電の間他と平行して作動することができ、必要に 応じて電力最大化フィードバック、電圧調節又はスイッチオン及びオフのいずれ と共に作動するべきかを自動的に決定する。The duty ratio is then set by control line 1 being pulsed by the power measurement control circuit. It decreases each time it is given. Due to the point where comparator U31B has decreased When the duty ratio decreases, the duty ratio automatically increases. This is U This is because 23B was forced low, and both inputs of U24 are now low. This is because the reversible control of U20 and U21 is increased. Deute The ratio is determined by voltage comparator U31B or power maximization feedback again. It will continue to increase until it is controlled. However, if the duty ratio decreases, the output voltage When the duty ratio is not decreased, the duty ratio continues to decrease to 0, and the duty ratio remains at 0. NOR game) U34 receives the 0 [transmission] from U21 through the NOR gate and inverter. Carry J is detected and U2 is 0 and U21 "resetable state" inputs. This is Effectively equivalent to the “off” state of a column-arranged switched regulator, but with The effect of decreasing and increasing the ratio approximates a "linear" regulator. Therefore The regulator can operate in parallel with others during battery charging and is Power maximization feedback, voltage regulation or switch on and off depending on Automatically determines whether to operate with
iii、 高電圧コンパレーターU31C−このコンパレーターの効果は即時的 に奏される。そのアラ)〜プツトが高いと、回路はNORゲートU35を経てリ セットされ、デユーティレシオはOとなる。これは、アウトプットにおける望ま ざる高電圧の発生を防止するが、同時に「直列配置のスイッチ式」レギュレータ をシミュレ−1・する為に用いられる。即ちバッテリー電圧リミットが越えられ ると直ぐにアウトプットがスイッチオフされる。−相違点は、「スイッチオン」 が斬新的に行なわれ、スイッチオフが再び生じる前に「電力最大化」又は「リニ アー」レギュレータ段階を通して行なわれる点である。iii. High voltage comparator U31C - the effect of this comparator is immediate is played. If the output is high, the circuit will be reset via NOR gate U35. is set, and the duty ratio becomes O. This is the desired output It prevents the generation of high voltages, but at the same time it is a "series arrangement switch type" regulator. It is used to simulate. i.e. the battery voltage limit is exceeded. The output is immediately switched off. -The difference is “switch on” is done in an innovative way, and the “power maximum” or “reinstatement” is performed before the switch-off occurs again. This is done through the "Ar" regulator stage.
次に第7D図から第7E図に示す回路の基本的な差動について説明する。第7A 図から第7C図の電力最大化レギュレータと第7D図から第7E図の電力最大化 ポジションコントローラーとの間において必要とされる制御信号の切り替えのた めにタイマーが使用される。レギュレータは、通常タイマーシグナルが到達する まで機能する。レギュレータのデユーティレシオは、出力電力に影響を与えない ようにこのポイントに保持される。次に、電力測定の度ごとにステッパモーター が駆動される。アウトプット電力における減少は、デユーティレシオの変化の方 向がレギュレータにおいて制御されたのと同じようにモータの差動方向の変化を 生せしめる。このプロセスが妨げられることなく継続せしめられた場合は、ソー ラーコレクータは2つのポイントの間をコンスタントに移動し、その結果アウト プット電力における減少、即ち最大ソーラーインプットからのいずれかの方向へ の離脱を生じる。モーター電力の浪費を防止し、メイン制御決定ロジックの分担 を可能にするために、モーターはコレクターがこれら2つのポイントの中間(m ean)に位置するときに以下のようにオフとされる。Next, the basic differential of the circuit shown in FIGS. 7D to 7E will be explained. 7th A The power maximizing regulator from Fig. 7C and the power maximizing regulator from Fig. 7D to Fig. 7E For switching the control signals required between the position controller and the position controller. A timer is used for this purpose. The regulator usually receives the timer signal It functions up to. Regulator duty ratio does not affect output power so that it is held at this point. Next, after each power measurement, the stepper motor is driven. The decrease in output power is due to the change in duty ratio. The differential direction of the motor changes in the same way that the direction is controlled in the regulator. Bring forth. If this process is allowed to continue unimpeded, the The Ra collector constantly moves between two points, resulting in an out Decrease in put power i.e. in either direction from maximum solar input resulting in withdrawal of Prevents wastage of motor power and shares main control decision logic To enable the motor to move the collector midway between these two points (m ean), it is turned off as follows.
電力における最初の減少は、コレクターが初期に誤った方向に動いていることを 意味するので移動の方向が変えられてモーターは差動し続ける。2回目の「方向 を変えよ」の信号が発せられると、カウンターは、3回目の「方向を変えよ」の シグナルが発せられるまでステップ数のカウントを開始せしめられる。カウンタ ーに保持された値は、出力電力の減少を生じる2つのポジションの間のステップ の数を示している。その後コレクターはこの数の半分だけステップを戻され、コ レクターは最大電力を出力する中間ポジションに位置する。タイマーは0に到達 するカウンターによりリセットされ、その後コントロールシグナルは、タイマー が再びトラッキングシーケンスを開始するまでレギュレータにより使用される。The initial decrease in power indicates that the collector is initially moving in the wrong direction. This means that the direction of movement is changed and the motor continues to operate differentially. Second direction When the “change direction” signal is issued, the counter will issue the third “change direction” signal. It will start counting the number of steps until a signal is issued. counter The value held at - is the step between the two positions resulting in a decrease in output power. It shows the number of The collector is then stepped back by half this number and The rector is located in an intermediate position that outputs maximum power. timer reaches 0 The control signal is then reset by the counter that is used by the regulator until it starts the tracking sequence again.
トラッキングシーケンスの間におけるいずれかの時に、レギュレータが過度の出 力電圧を検知した場合は、タイマーはリセットされ、レギュレータは即座に制御 状態となる一アウトプットリミットが越えらたれときにはトラッキングは必要と されないのでコレクターは最後の位置に置かれたままとなる。At some point during the tracking sequence, the regulator If power voltage is detected, the timer is reset and the regulator is immediately controlled. Tracking is not required when the output limit is exceeded. The collector remains in its last position.
コレレフターが何れかの方向にその移動のリミット(水平線から90°)に到達 した場合は、リミット検知スイッチがモーターの差動方向を変える。カウンター はコレクターを「中間」位置にお(ように作動し続け、従って両方の方向におい て移動のリミットが越えられた場合は、コレクターは水平位置に置かれる結果と なる。これは、極めて低いソーラーインプットの時間に生じる。The core lefter reaches its limit of movement (90° from the horizon) in either direction. If so, the limit detection switch changes the motor differential direction. counter will keep the collector in the "middle" position (so it will continue to operate in both directions). If the limits of movement are exceeded, the collector will be placed in a horizontal position. Become. This occurs during times of extremely low solar input.
第7D図から第7E図の回路の説明 第7A図から第7C図及び第7D図から第7E図に示すように、レギュレータと 位置制御回路との間にはKからQで示す7つの接続個所がある。以下に説明する 。レギュレータについては1つだけの変更がある−「ステップデユーティレシオ 」ラインは、タイマーがデユーティレシオの変化を停止させ得るようにポイント K及びLに置いて中断されている。Description of the circuits in Figures 7D to 7E As shown in Figures 7A to 7C and 7D to 7E, the regulator and There are seven connection points K to Q between the position control circuit and the position control circuit. explained below . There is only one change for the regulator - "Step Duty Ratio" ” line points so that the timer can stop changing the duty ratio. It is interrupted at K and L.
K レギュレータのデユーティレシオを制御するために第7A図から第7C図の U22にパルスが供給される。K To control the duty ratio of the regulator, follow the steps in Figures 7A to 7C. A pulse is provided to U22.
L 第7A図から第7C図のコントロールライン「1」から延び、タイマーの状 態に依存してデユーティサイクルのステップ又はモーター回路のステップの為に 使用される。L Extends from the control line "1" in Figures 7A to 7C and is in the shape of a timer. for a step in the duty cycle or a step in the motor circuit depending on the used.
M 「変化の方向を変えよ」のライン「2」である。M: Line “2” of “Change the direction of change”.
N 「デユーティレシオを減少させよ」のライン「4」から延びる。−電圧リミ ットが越えられたことを表示しタイマーをリセットする。N Extends from line "4" of "Decrease duty ratio". −Voltage limit Display that the cut has been exceeded and reset the timer.
Oメイン「リセット」のライン「5」である。−タイマーをリセットする。This is line "5" of O main "reset". -Reset the timer.
P及びQ レギュレータのアウトプットからモーター駆動ブリッジ回路への電力 供給の為のものである。Power from P and Q regulator output to motor drive bridge circuit It is for supply.
レギュレータの通常の作動の間は、パルスは、インバーターU41A及びNAN DゲートU42A及びU42Cを経てポイントしに供給され、レギュレータの第 7A図から第7C図におけるポイントKからU3Oへの接続を通して送り出され 、デユーティレシオを制御する。電力測定毎に1回のパルスが発生せしめられる 。これらのパルスはU54によりカウントされ、タイムドシグナルとして使用さ れる。この例に於て使用されるモーターは、二相ステッパモーターであり、2つ のコイル55及び56を備えている。これらのコイルは、各々トランジスターブ リッジ回路Tll−722により駆動され、これらのブリッジ回路はNORゲー )−U51A−U51Bにより駆動される。これらは全てのモーター電流をオフ とするのに使用されるが、回路は使用されない。即ちレギュレータは作動してお りタイマーはトリガーを掛けられていない。これらのNORゲートは2つのフリ ップフロップにより駆動され、各フリップフロップはインプットにおいて3つの NANDゲートにより制御される。NANDとフリップフロップとの結合により 、モーターを駆動するのに必要な位相(phase)が決定される。U45Bは 回転の方向を決定し、アウトプットにおいて2つのNANDゲートに結合された U44Aは位相外れの交番するパルスを発生してモーターのステップを行う。During normal operation of the regulator, pulses are sent to inverter U41A and NAN It is supplied to the point via D gates U42A and U42C, and the regulator's 7A through the connection from point K in FIG. 7C to U3O. , to control the duty ratio. One pulse is generated for each power measurement. . These pulses are counted by U54 and used as timed signals. It will be done. The motors used in this example are two-phase stepper motors, with two The coils 55 and 56 are provided. Each of these coils is a transistor tube. Driven by ridge circuit Tll-722, these bridge circuits are NOR gates. )-U51A-U51B. These turn off all motor current , but the circuit is not used. In other words, the regulator is not operating. The timer is not triggered. These NOR gates have two each flip-flop has three inputs at its input. Controlled by a NAND gate. By combining NAND and flip-flops , the phase required to drive the motor is determined. U45B is determines the direction of rotation and is coupled to two NAND gates at the output U44A generates alternating out-of-phase pulses to step the motor.
U54により十分なパルスが数えられると、そのアウトプットQ]コ、及びQ1 2は高まり、U42Bのアラl、プツトを低下せしめる。このアウトプットの低 下は、ゲ−1−U42Cを閉じることによりそれ以上のパルスがレギュレータに 送られるのを停止し、フリップフロップU45及びU45Bがそれらのプリセッ トインパルスを低くすることにより作動するのを許容し、NORゲートU31A −U51Bを開いてモーター・電流が流れるのを許容する。前記アウトプットの 低下は、インバーターU41Fを経てゲートU42Bを開かしめパルスのU44 Aへの移動を許容する。従って接続部りからのパルスは、点U45Bにより決め られた方向にモーターをステップさせ、レギュレータにより生ぜしめられる各々 の電力測定のための発生をなす。電力が減少し又は移動リミットが越えられるい ずれかのポイント迄コレクターが移動した場合は、コントロールライン2又はリ ミットスイッチ54からのパルスはNANDゲートU32Aを経てU45Bのク ロックインプラ)・において受け入れられ、モーターの作動方向が変えられる。Once enough pulses have been counted by U54, its output Q] and Q1 2 increases, lowering U42B's alertness and output. This output is low. Below, more pulses are sent to the regulator by closing Gate 1-U42C. and flip-flops U45 and U45B set their preset values. NOR gate U31A is allowed to operate by lowering the impulse - Open U51B to allow motor current to flow. of said output The drop occurs when the pulse U44 opens the gate U42B via the inverter U41F. Allow movement to A. Therefore, the pulse from the connection is determined by point U45B. Step the motor in the given direction, each produced by the regulator generation for power measurement. If power decreases or travel limits are exceeded. If the collector moves to any point, control line 2 or The pulse from the mitt switch 54 passes through the NAND gate U32A to the clock of U45B. It is accepted in the lock implant) and the operating direction of the motor can be changed.
U34BのrQJアウトプットも、U45Aのクロックインプットに接続され、 方向の第2の変化ごとにU45Aが状態を変化せしめられる。The rQJ output of U34B is also connected to the clock input of U45A, Every second change in direction causes U45A to change state.
モーターは、各電力測定の度に新な方向にステップし、次の「方向転換」のパル スがU45Bに到達するまで継続する。U45A及びU45Bの双方が状態―変 える。The motor steps in a new direction with each power measurement and waits for the next "change of direction" pulse. This continues until the base reaches U45B. Both U45A and U45B are in changed state. I can do it.
U45AのrQJアウトプットは、低くなり、バイナリカウンターU46及びU 47の作動を許容する。−これらのカウント方向は、可逆コントロールインプッ トに接続されたU45Bのアウトプットにより決められるように上向きとなる。The rQJ output of U45A will be low and the binary counters U46 and U 47 operation is allowed. - These count directions are controlled by reversible control inputs. upward as determined by the output of U45B connected to the top.
モーターは再び方向を変えるが、今度は各ステップはU46及びU47によりカ ウントされる。The motor changes direction again, but this time each step is countered by U46 and U47. will be counted.
モーターは各電力測定毎に新たな方向ヘステップし、新たな[方向転換コのパル スがU45Bを低い方へ変化させるまで継続する。カウンタU46及びU47は 減算(count down)の状態におかれる。U45Aは未だ低い値にある 。U45A及びU45Bの逆転されたアウトプットは高(、これらはU33Aに より検知され、該U33Aのアウトプットは低下する。このU33Aからのアウ トプットの低下は、接続部りからのタロツクインプットにおける「ステップ」パ ルスの到達に対するフリップフロップU44Bの応答を許容する。U44BはN ANDゲー)−U42Aを制御し、各第2の「ステップ」パルスのみがU44A に到達するのを許容され、レギュレータから送られる各2つの「ステップ」位相 に対してモーターが一度だけステップする。The motor steps in a new direction with each power measurement and a new [direction control pulse] is applied. This continues until the source changes U45B to the lower side. Counters U46 and U47 are It is placed in a state of subtraction (count down). U45A is still at a low level . The reversed outputs of U45A and U45B are high (and these are The output of U33A decreases. Out from this U33A The decrease in topput is due to the "step" power in the tallock input from the connection. Allow flip-flop U44B to respond to the arrival of the loop. U44B is N AND game) - controls U42A, and each second "step" pulse only controls U44A Each two "step" phase fed from the regulator is allowed to reach The motor steps only once.
モーターは各第2のパルスに対してステップを行い、カウンタU46及びU47 は各パルスに対してステップダウンを行う。この過程はカウンタU46及びU4 7が0に到達するまで継続され、0に到達したときU47のキャリーアウトプッ トrCOJは低くなる。一方、キャリーアウトプットrcOJが高い場合は、U 43Bのアウトプットは低く、これはU43CのインプットにおいてTJ53A からの低いアウトプットと結合し、U45A及びU45Bのクリアーインプット における高い値を生せしめる。The motor steps for each second pulse and counters U46 and U47 performs a step down for each pulse. This process is performed by counters U46 and U4. This continues until 7 reaches 0, and when it reaches 0, U47's carryout push is trCOJ becomes low. On the other hand, if the carry output rcOJ is high, U The output of 43B is low, which is due to the low output of TJ53A at the input of U43C. Combined with the low output from the clear input of U45A and U45B produces high values of .
この高い値の状態によりU45A及びU45Bはその状態にロックされ、それ以 降の「方向転換」シグナルに対する応答を妨げられる。U47「キャリー」アウ トプットが低くなると、コレクターは第2及び第3の「方向転換」シグナルの「 中間」の位置となる。このU47からの低いアウトプットはU43Bを高くし、 これによりタイマーU54はNORゲーゲート3B及びインバーターU41Dを 経てリセッ)・される。U54のアウトプッ)・は低くなり、次にU54がモー ター駆動トラッキングシーケンスを開始するまで、レギュレータは通常のデユー ティレシオのステップシグナルを受けとる。This high value state causes U45A and U45B to lock into that state, and from then on Prevented from responding to a "turn around" signal on the way down. U47 “Carry” Au When the top put is low, the collector receives the second and third “change of direction” signals. It is in the middle position. This low output from U47 makes U43B high, As a result, timer U54 activates NOR game gate 3B and inverter U41D. (reset) after that. U54's output) becomes low, then U54's output becomes low. The regulator remains in normal duty mode until the motor-driven tracking sequence begins. Receive the TiRatio step signal.
モーターが駆動される何れのとぎにおいても、レギュレータは制御を再び行うこ とができる。Nにおける高い値は電圧リミットが越えられていることを示す。こ の高い値は、U43ASU41CSU43B及びtJ41Dを経て送られ、タイ マーをリセットし、レギュレータが「ステップデユーティレシオ」パルスと受け 取るのを許容する。0における高い値は、「高電圧シャットダウン」コンパ1/ ターU31C(第7C図)からの出力電圧が過度であること、又はインプット電 圧が所定のリミット内にないことのいずれかに起因してメインリセツ)・が作動 していることを示しており、タイマーをもリセットしてモーターの作動を制止す る。At any point when the motor is driven, the regulator is able to regain control. I can do it. A high value for N indicates that the voltage limit has been exceeded. child The high value of is sent via U43ASU41CSU43B and tJ41D to reset the regulator so that the regulator receives the “step duty ratio” pulse. allow to take. A high value at 0 indicates a “high voltage shutdown” comparator 1/ The output voltage from the controller U31C (Figure 7C) is excessive or the input voltage The main reset (main reset) is activated either due to pressure not being within predetermined limits. It also resets the timer and stops the motor from operating. Ru.
この回路は、所望の結果を得るための唯一の手段である。その多くの部分はアナ ログ技術を使用して(例えば、電力測定に対するサンプル及び保持回路)、又は マイクロプロセッサによってシミュレ−1・され得る。またバッテリーが充電さ れるときは、出力電流を最大にして最大電力を確保する必要がある。−この回路 は、電流のみが測定されアウトプットにおいて最大化されたとしても同じ作用を なすであろう。This circuit is the only means to obtain the desired result. A lot of it is Ana using logging techniques (e.g. sample and hold circuits for power measurements), or It can be simulated by a microprocessor. The battery is also charged When the power source is used, the output current must be maximized to ensure maximum power. −This circuit would have the same effect even if only the current was measured and maximized in output. It will be eggplant.
第5図にもどって説明すると、この図は第7A図から第7C図及び第7D図から 第7E図に関連して詳細を説明した「電力最大化」フィードバック回路を伴った インバーターを使用するソーラーパワ・−システムのブロック図であり、この図 においては、制御されるインバーター20はソーラーシスムチにおいて太陽電池 モジュール21と負荷22との間に配置されている。このようにされた結果、こ の明細書における冒頭で述べた不利を伴うことなく、リニアレギュレータによっ て得られる調節を行うことが可能となる。数個のレギュレータを平行して作動さ せることができ、「増分(incremental)」作動をよりよい調節を伴 って行うことができる。前述の如く第7A図から第7C図及び第7D図から第7 E図に示した回路は、「電力最大化」フィードバック技術を備えており、電圧リ ミットに達するまで最大電力移送が可能であり、装置は電圧レギュレータとして 機能し、作動の2つのモードの間での自動的な切り替えを行うことができる。Returning to Figure 5, this figure is based on Figures 7A to 7C and 7D. with a "power maximization" feedback circuit as detailed in connection with Figure 7E. This is a block diagram of a solar power system using an inverter. In this case, the inverter 20 to be controlled is connected to the solar cells in the solar system. It is arranged between the module 21 and the load 22. As a result of doing this, by a linear regulator without the disadvantages mentioned at the beginning of the specification. It becomes possible to make adjustments that can be obtained by Several regulators are operated in parallel. allows for “incremental” actuation with better regulation. You can do this. As mentioned above, FIGS. 7A to 7C and 7D to 7 The circuit shown in Figure E features a "power maximization" feedback technique, which reduces voltage Maximum power transfer is possible until the mitt is reached, and the device acts as a voltage regulator. automatic switching between the two modes of operation.
インバーター又はスイッチングレギュレータのアウトプットの制御方法には多く のものが知られており、従ってこの明細書では特にそれらのいずれかを記載する 必要はないと思われる。第5図に示す例は、ソーラーシステムに関して使用され る本発明のユニークな特徴を示すための例にすぎない。There are many ways to control the output of an inverter or switching regulator. are known and therefore this specification specifically mentions any of them. It doesn't seem necessary. The example shown in Figure 5 is used for solar systems. This is merely an example to illustrate the unique features of the present invention.
以上の説明から明らかなように、「電力最大化」フィードバック技術は、多くの 領域において適用されることができ、発電における適用に限られるものではない 。この技術は、電力、電圧、電流、温度、速度などのいずれであるかを問わず電 気的に測定可能な対象を最大化するのに使用される。但し、この技術が適用され る装置がアウトプットにおいてピークを有し、インプットにより制御され、又は この回路による制御が可能な外部装置により制御されることができることが条件 となる。As is clear from the above discussion, the “power maximization” feedback technique can be applied in the field and is not limited to application in power generation. . This technology applies electrical power, whether it is power, voltage, current, temperature, speed, etc. used to maximize measurable targets. However, if this technology is applied device has a peak in output, is controlled by input, or The condition is that it can be controlled by an external device that can be controlled by this circuit. becomes.
ソーラーセルの圧力電力の特徴的なピークは、既に述べた。同様のピークは、発 電機又は同期発電機のアウトプットにおいて生じ、ソーラーコレクターの位置決 め及びこれらの内の一つの制御については、最大出力が実現される一つの例とし て示された。この回路のインプット及びアウトプットの状態は、適用状態に好都 合なように変化せしめるられるが、第6図のフローチャートに示した回路の心臓 部−測定、ストア、調節、比較、決定−は同斤のものとなる。The characteristic peaks of the pressure power of solar cells have already been mentioned. Similar peaks Occurs at the output of an electric machine or synchronous generator, and the positioning of the solar collector and one of these controls, as an example where the maximum output is achieved. was shown. The input and output conditions of this circuit are favorable to the application conditions. However, the heart of the circuit shown in the flowchart in Figure 6 The parts - measuring, storing, adjusting, comparing, determining - are of the same loaf.
本発明の使用についての他の例を、電圧レギュレータについて説明する。所望の 出力電圧を得るために、「デユーティレシオ」制御インバーター又はスイッチン グレギュレータを使用し、デユーティレシオを変化させることにより、リニアレ ギュレータの調節を行なう点は同様のものとし得る。電圧がプリセットレベルを 越えると、デユーティレシオは低下せしめられる。出力電圧が他のリセットレベ ルを下回ると、デユーティレシオは増加を許容される。2つのプリセットレベル の間の相違により調節が決定される。−これはスイッチ式レギュレータにおいて ヒステリシスが使用されるのと同様である。相違する点は、アウトプットはスイ ッチオフを行わないが、低い方のプリセットを下回る必要な量まで減少し、その 後高い方のプリセット迄増加する点である。従って、デユーティレシオ及び出力 電圧は、2つのプリセットリミットの平均値の周りを上下する。しかしながら、 バッテリーが他のレギュレータにより充電され、電圧が高い方のリミットを越え ると、デユーティレシオは低下せしめられ、電圧が低い方のリミットを下回らな い場合は、デユーティレシオは0まで減少し続け、電圧が再び低い方のプリセッ トリミットを下回るまで増加を許容されることはない。他のレギュレータはその 後出力電圧の制御をなし、結合されたレギュレータは、「リニア」をシミュレー トしたモードにおいていずれか又は全部が作動し得る増分(incremend a 1)レギュレータとして機能する。作動の形態は、バッテリーの状態、負荷 、行なわれた充電等に依存する。与えられ回路においてレギュレータは「電力最 大化」レギュレータとして機能するが、プリセット電圧リミットが越えられるこ となく、且つ出力電圧に応じて一方から他方への自動的な切り替えが行なわれる ことが条件となる。このようにして、充電は有効に行なわれ、調節はリニアレギ ュレータにおけるのと同様に行なわれることが出来る複数の充電に対するシステ ムの余力が形成される。Another example of the use of the invention is described with respect to voltage regulators. desired To obtain the output voltage, a “duty ratio” controlled inverter or switch Linear adjustment is achieved by using a gray regulator and changing the duty ratio. The adjustment of the regulator may be similar. Voltage reaches preset level If it exceeds this, the duty ratio will be reduced. If the output voltage is at another reset level Below this level, the duty ratio is allowed to increase. 2 preset levels The difference between the two determines the adjustment. −This is true for switch type regulators. Similar to how hysteresis is used. The difference is that the output is does not switch off, but is reduced to the required amount below the lower preset and its This is the point where it increases up to the higher preset. Therefore, the duty ratio and output The voltage rises and falls around the average value of two preset limits. however, The battery is being charged by another regulator and the voltage exceeds the higher limit. Then, the duty ratio is reduced so that the voltage does not fall below the lower limit. If not, the duty ratio continues to decrease to 0 and the voltage returns to the lower preset. No increase is allowed below the limit. Other regulators are After no control of the output voltage, the combined regulator simulates a "linear" Increment in which any or all may operate in the selected mode a1) Functions as a regulator. The mode of operation depends on the battery status and load. , depending on the charging done etc. In the given circuit, the regulator functions as a “large” regulator, but the preset voltage limits cannot be exceeded. automatic switching from one to the other depending on the output voltage This is a condition. In this way, charging takes place effectively and regulation is done by linear regulators. A system for multiple charging that can be done in the same way as in a The surplus capacity of the system is formed.
一方、前述の実施例は最大電力の移動のための、2つの個所での制御を示してい る。即ちインバーターデユーティレシオと、駆動源のステッパモーター制御であ る。On the other hand, the above embodiments show two-point control for maximum power transfer. Ru. In other words, the inverter duty ratio and the stepper motor control of the drive source. Ru.
これらの制御形態の一方又は他方は、本発明のある種の用途に於ては分離して使 用され得ることが容易に理解されるであろう。One or the other of these control forms may be used separately in certain applications of the invention. It will be easily understood that it can be used.
本発明の更に他の実施例に於ては、光電セルは太陽熱利用温水パネルに装着され 、図面と共に説明した前述の電子回路はこの光電セルに対して適用される。この パネルの太陽に対する角度を変えるためにステッパーモーターが該パネルに結合 される。従って、光電セルは前述のソーラーパネルにおけるのと同様に作動し、 そのアウトプットは本発明に係る回路へのインプットを提供するための電源を変 化させるのに使用される。勿論この場合は、与えられるエネルギーは測定のため にのみ使用され、動力源として使用されるのではないので、負荷は疑似負荷(d ummy 1 o a d)である。In yet another embodiment of the invention, the photovoltaic cell is attached to a solar hot water panel. , the electronic circuit described above with reference to the drawings is applied to this photovoltaic cell. this A stepper motor is coupled to the panel to change the angle of the panel relative to the sun be done. Therefore, the photocell operates in the same way as in the solar panel described above, Its output transforms the power supply to provide input to the circuit according to the invention. used to transform Of course, in this case, the energy given is for measurement. The load is a pseudo load (d ummy 1 o a d).
本発明は多くの異なる適用が可能であることは当業者に容易に理解されるであろ う。また本明細書において説明した種々の事項は、本発明の用途を制限すること を意図したものでないことを理解されるべきである。It will be readily apparent to those skilled in the art that the present invention is capable of many different applications. cormorant. Furthermore, the various matters described in this specification may limit the application of the present invention. It should be understood that this is not intended.
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Claims (1)
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
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Publications (1)
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JPS63500828A true JPS63500828A (en) | 1988-03-24 |
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Family Applications (1)
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JP61503887A Pending JPS63500828A (en) | 1985-07-11 | 1986-07-11 | electronic control circuit |
Country Status (1)
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JP (1) | JPS63500828A (en) |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP61503887A patent/JPS63500828A/en active Pending
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