RU208820U1

RU208820U1 - Stabilized current source key control device in a solar battery simulator

Info

Publication number: RU208820U1
Application number: RU2021130566U
Authority: RU
Inventors: Олег Геннадьевич Рекутов; Виктор Алексеевич Пчельников; Валентин Львович Иванов; Антон Геннадьевич Юдинцев; Виктор Михайлович Рулевский; Олег Викторович Бубнов
Priority date: 2021-10-19
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2022-01-17

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в безынерционных электрических имитаторах солнечных батарей (ИБС) на основе источника постоянного напряжения, соответствующего напряжению холостого хода солнечной батареи (БС), источника напряжения вольтодобавки и источника тока короткого замыкания БС с эквивалентной схемой понижающего преобразователя для управления ключами основного и обводного контуров, нулевым контуром, обеспечивающим корректирующую стабилизацию тока в дросселе понижающего преобразователя при сбросах тока нагрузки имитатора БС. Технический результат заключается в устранении или уменьшении влияния помех на работу системы управления модулем стабилизатора тока имитатора солнечной батареи. Поставленная задача решается тем, что в устройство управления ключами стабилизированного источника тока в имитаторе солнечной батареи, где стабилизированный источник тока является стабилизатором тока короткого замыкания имитатора с дросселем, датчиком тока короткого замыкания (Iкз) и с ключами основного и обводного контуров регулирования, содержащее усилитель ошибки, выход которого подключен к аналого-цифровому преобразователю (АЦП), задающий генератор (ЗГ), первым выходом соединенный с входами тактовой частоты двух счетчиков импульсов (СИ), а вторым и третьим выходами подключен для синхронизации, соответственно, к входам сброса счетчиков (СИ) импульсов, формирующих сдвинутые на 180 электрических градусов пилообразные коды, выходы указанных счетчиков импульсов подключены к первым входам соответствующих первой и второй цифровых схем сравнения (ЦСС), вторые входы которых соединены с выходом АЦП, при этом выход первой ЦСС подключен к первым входам схем «И» и «ИЛИ», а выход второй ЦСС соединен со вторыми входами схем «И» и «ИЛИ», выходы которых подключены, соответственно, к первым входам двух схем «И-НЕ» ограничения высокого уровня тока, выходами соединенных, соответственно, с первыми входами двух схем «И-НЕ» управления ключами стабилизатора тока, два компаратора с гистерезисом, причем инверсный вход первого компаратора и неинверсный вход второго компаратора соединены с неинверсным входом указанного усилителя ошибки, а также упомянутые входы первого и второго компараторов выведены для подключения сигнала уставки тока Iкз, а неинверсный вход первого компаратора и инверсный вход второго компаратора соединены с инверсным входом усилителя ошибки и выведены для подключения сигнала датчика тока Iкз, введены задатчик диапазонов ошибки регулятора для сигналов высокого и низкого уровней тока, третья и четвертая цифровые схемы сравнения, вторая и третья логические схемы «ИЛИ», при этом выходы высокого и низкого уровней задатчика диапазонов ошибки соединены с первыми входами третьей и четвертой цифровых схем сравнения соответственно, вторые входы которых соединены с выходом АЦП, выходы третьей и четвертой цифровых схем сравнения соединены с первыми входами второй и третьей схем «ИЛИ», соответственно, вторые входы которых связаны с выходами первого и второго компараторов с гитерезисом, соответственно, выход второй схемы «ИЛИ» соединен с первыми входами двух схем «И-НЕ» ограничения высокого уровня тока, выходами соединенных, соответственно, с первыми входами двух схем «И-НЕ» управления ключами стабилизатора тока, вторые входы которых соединены с выходом третьей схемы «ИЛИ», выходы двух схем «И-НЕ» являются выходами управления ключами основного и обводного контуров регулирования.The utility model relates to electrical engineering and can be used in inertia-free electrical simulators of solar cells (SHS) based on a constant voltage source corresponding to the open-circuit voltage of a solar cell (BS), a voltage boost source and a short-circuit current source of the BS with an equivalent circuit of a step-down converter for control the keys of the main and bypass circuits, the zero circuit, which provides corrective stabilization of the current in the inductor of the step-down converter when the load current of the BS simulator is reset. The technical result consists in eliminating or reducing the effect of interference on the operation of the control system of the current stabilizer module of the solar battery simulator. The problem is solved by the fact that in the device for controlling the keys of a stabilized current source in the solar battery simulator, where the stabilized current source is a short circuit current stabilizer of the simulator with a choke, a short circuit current sensor (Ikz) and with keys of the main and bypass control loops, containing an error amplifier , the output of which is connected to an analog-to-digital converter (ADC), a master oscillator (CG), the first output connected to the clock inputs of two pulse counters (SI), and the second and third outputs are connected for synchronization, respectively, to the reset inputs of the counters (SI ) pulses that form sawtooth codes shifted by 180 electrical degrees, the outputs of these pulse counters are connected to the first inputs of the corresponding first and second digital comparison circuits (DCS), the second inputs of which are connected to the ADC output, while the output of the first DSS is connected to the first inputs of the circuits " AND ”and“ OR ”, and the output of the second CSS connection line with the second inputs of the "AND" and "OR" circuits, the outputs of which are connected, respectively, to the first inputs of the two "AND-NOT" circuits for limiting the high current level, the outputs are connected, respectively, with the first inputs of the two "AND-NOT" control circuits current stabilizer keys, two comparators with hysteresis, wherein the inverse input of the first comparator and the non-inverse input of the second comparator are connected to the non-inverse input of the specified error amplifier, and the said inputs of the first and second comparators are output to connect the current setting signal Ikz, and the non-inverse input of the first comparator and the inverse the input of the second comparator is connected to the inverse input of the error amplifier and is brought out to connect the current sensor signal Ikz; high and low levels of the error ranger are connected to the first inputs of the third to it and the fourth digital comparison circuits, respectively, the second inputs of which are connected to the output of the ADC, the outputs of the third and fourth digital comparison circuits are connected to the first inputs of the second and third "OR" circuits, respectively, the second inputs of which are connected to the outputs of the first and second comparators with hyteresis, accordingly, the output of the second "OR" circuit is connected to the first inputs of the two "AND-NOT" circuits for limiting the high current level, the outputs are connected, respectively, to the first inputs of the two "AND-NOT" circuits for controlling the current stabilizer keys, the second inputs of which are connected to the output of the third "OR" circuit, the outputs of the two "AND-NOT" circuits are the outputs for controlling the keys of the main and bypass control loops.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в безынерционных электрических имитаторах солнечных батарей (ИБС) на основе источника постоянного напряжения, соответствующего напряжению холостого хода солнечной батареи (БС), источника напряжения вольтодобавки и источника тока короткого замыкания БС с эквивалентной схемой понижающего преобразователя для управления ключами основного и обводного контуров, нулевым контуром, обеспечивающим корректирующую стабилизацию тока в дросселе понижающего преобразователя при сбросах тока нагрузки имитатора БС.The utility model relates to electrical engineering and can be used in inertia-free electrical simulators of solar cells (SHS) based on a constant voltage source corresponding to the open-circuit voltage of a solar cell (BS), a voltage boost source and a short-circuit current source of the BS with an equivalent circuit of a step-down converter for control the keys of the main and bypass circuits, the zero circuit, which provides corrective stabilization of the current in the inductor of the step-down converter when the load current of the BS simulator is reset.

Известны имитаторы солнечных батарей, которые содержат источник напряжения и источник тока, которые управляются т.о., чтобы быть взаимосвязанными и имитировать вольт-амперную характеристику (ВАХ) солнечной батареи (см., например, описание к патенту US 4999524). Указанное устройство содержит источник постоянного напряжения, соединенный последовательно с программируемым источником напряжения вольтодобавки, и программируемый импульсный источник тока. Ограничительный диод соединен параллельно с источником тока и источником постоянного напряжения. Полная схема управления содержит два контура. Относительно медленный основной контур управления с полосой пропускания в несколько кГц регулирует среднюю амплитуду тока, текущего в дроссель и содержит датчик Холла, усилитель ошибки, суммирующий усилитель, компаратор для генерации выходного сигнала ШИМ, драйвер ключа, ключ и дроссель. Относительно быстрый контур с полосой пропускания, по крайней мере, в 100 кГц, компенсирует изменения напряжения на дросселе и связывает динамические изменения в главном контуре. Недостатком устройства является наличие датчика Холла, а также суммирующего усилителя и компаратора, реализующих переход с токового участка ВАХ на участок напряжения.Solar cell simulators are known which comprise a voltage source and a current source which are thus controlled to be interconnected and simulate the current-voltage characteristic (CVC) of a solar cell (see, for example, US Pat. No. 4,999,524). Said device contains a constant voltage source connected in series with a programmable voltage boost source, and a programmable pulsed current source. The clamping diode is connected in parallel with a current source and a constant voltage source. The complete control circuit contains two circuits. A relatively slow main control loop with a few kHz bandwidth regulates the average amplitude of the current flowing into the inductor and contains a Hall sensor, an error amplifier, a summing amplifier, a comparator for generating a PWM output signal, a switch driver, a switch, and an inductor. A relatively fast loop with a bandwidth of at least 100 kHz compensates for inductor voltage changes and couples dynamic changes in the main loop. The disadvantage of the device is the presence of a Hall sensor, as well as a summing amplifier and a comparator that implement the transition from the current section of the I–V characteristic to the voltage section.

Известен электрический имитатор солнечной батареи по патенту на полезную модель РФ №144248, который содержит источник постоянного напряжения со стабильным выходным напряжением, источник постоянного тока в виде стабилизатора тока короткого замыкания имитатора, модуль вольтодобавки, включенный между источником постоянного напряжения и источником постоянного тока, блок резисторов, включенный на выходе источника постоянного тока и содержащий последовательный управляемый резистор Rп и шунтовый управляемый резистор Rш. Стабилизатор тока в указанном имитаторе выполнен с двумя контурами управления, образованными двумя ключами, первый ключ - входом, а второй -выходом, соединены с катодом диода, анод которого подключен к выходу источника постоянного напряжения и общей выходной шине модуля вольтодобавки, а также дросселем и возвратным диодом, катод которого соединен с выходом первого ключа, а через дроссель - с точкой соединения входа блока резисторов и анода отсекающего диода, при этом, анод возвратного диода соединен с общей шиной нагрузки и источника постоянного напряжения, нелинейный элемент подключен своим входом к катоду отсекающего диода, а также, через развязывающий диод и реверсивный преобразователь - параллельно выходу модуля вольтодобавки, соединенного положительным полюсом с входом второго ключа стабилизатора тока.Known electric simulator of a solar battery according to the utility model patent of the Russian Federation No. 144248, which contains a constant voltage source with a stable output voltage, a direct current source in the form of a short-circuit current stabilizer of the simulator, a voltage boost module connected between the constant voltage source and the direct current source, a block of resistors , connected at the output of the DC source and containing a series controlled resistor Rp and a shunt controlled resistor Rsh. The current stabilizer in the specified simulator is made with two control circuits formed by two keys, the first key is an input, and the second is an output, connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected to the output of the DC voltage source and the common output bus of the voltage boost module, as well as a choke and a return a diode, the cathode of which is connected to the output of the first key, and through the inductor - to the connection point of the input of the resistor block and the anode of the cutting diode, while the anode of the return diode is connected to the common bus of the load and the DC voltage source, the non-linear element is connected by its input to the cathode of the cutting diode , and also, through a decoupling diode and a reversing converter - in parallel with the output of the voltage boost module, connected by a positive pole to the input of the second key of the current stabilizer.

Недостатками этого имитатора являются: сложность электрической схемы, обусловленная применением двух контуров импульсного управления в стабилизаторе тока, а также использованием реверсивного преобразователя.The disadvantages of this simulator are: the complexity of the electrical circuit, due to the use of two pulse control circuits in the current stabilizer, as well as the use of a reversing converter.

Известно также устройство имитации вольтамперной характеристики солнечной батареи по патенту на полезную модель РФ №77695.It is also known a device for simulating the current-voltage characteristics of a solar battery according to the utility model patent of the Russian Federation No. 77695.

Устройство имитации вольтамперной характеристики солнечной батареи по указанной полезной модели содержит источник напряжения постоянного тока, источник постоянного тока, блок резисторов, включающий переменные резисторы, имитирующие внутреннее сопротивление солнечной батареи; нелинейный блок, образованный параллельно-последовательно включенными диодами; блок конденсаторов для имитации выходной емкости солнечной батареи, а также модуль вольтдобавки, включенный между источником напряжения и источником тока. При этом нелинейный блок соединен параллельно источнику напряжения через блок резисторов и первый развязывающий диод. В устройство введен модуль стабилизации напряжения, компаратор, управляемый транзисторный ключ и датчик тока. При этом модуль стабилизации напряжения подсоединен последовательно с источником напряжения и модулем вольтодобавки, ключевой транзисторный элемент соединен параллельно модулю вольтодобавки через отсекающий диод, а его управляющий вход связан с компаратором, который, в свою очередь, соединен с датчиком тока, связанным с входом модуля вольтодобавки, и, через второй развязывающий диод и указанный блок резисторов, - с выходом источника постоянного тока.The device for simulating the current-voltage characteristic of a solar battery according to the specified utility model contains a DC voltage source, a DC source, a block of resistors, including variable resistors that simulate the internal resistance of the solar battery; non-linear block formed by parallel-series-connected diodes; a block of capacitors to simulate the output capacitance of a solar battery, as well as a voltage booster module connected between a voltage source and a current source. In this case, the non-linear block is connected in parallel to the voltage source through the block of resistors and the first decoupling diode. A voltage stabilization module, a comparator, a controlled transistor switch and a current sensor are introduced into the device. At the same time, the voltage stabilization module is connected in series with the voltage source and the voltage boost module, the key transistor element is connected in parallel to the voltage boost module through a cut-off diode, and its control input is connected to a comparator, which, in turn, is connected to a current sensor connected to the voltage boost module input, and, through the second decoupling diode and the specified block of resistors, with the output of the DC source.

Устройство основано на использовании обводного канала, который образуется при открытии управляемого ключа во время работы имитатора на участке напряжения. Управление ключом осуществляется компаратором из условия сравнения двух сигналов напряжений Uвых и U0, где U0 - напряжение источника напряжения постоянного тока. Когда Uвых>U0 (режим работы на участке напряжения) ключ обводного канала открыт, в противном случае - закрыт. Использование обводного канала необходимо для предотвращения недопустимого повышения напряжения на модуле стабилизации напряжения U0 выше номинального в режиме работы ИБС на участке напряжения.The device is based on the use of a bypass channel, which is formed when the controlled key is opened while the simulator is operating in the voltage section. The key is controlled by a comparator from the condition of comparing two voltage signals Uout and U0, where U0 is the voltage of the DC voltage source. When Uout>U0 (mode of operation in the voltage section) the key of the bypass channel is open, otherwise it is closed. The use of a bypass channel is necessary to prevent an unacceptable increase in voltage on the voltage stabilization module U0 above the nominal voltage in the IBS operation mode in the voltage section.

Недостаток данного устройства заключается в присутствии ошибок, связанных с нечетким критерием перехода с участка тока на участок напряжения, когда разница уровней напряжений Uвых и U0 не превышает уровень гистерезиса компаратора, отвечающего за открытое состояние управляемого ключа.The disadvantage of this device is the presence of errors associated with a fuzzy criterion for the transition from the current section to the voltage section, when the difference in voltage levels Uout and U0 does not exceed the hysteresis level of the comparator responsible for the open state of the controlled key.

Наиболее близким по существенным признакам и достигаемому эффекту является устройство управления ключами основного и обводного контуров, реализующее способ управления источником тока в имитаторе солнечной батареи по патенту РФ №2742379.The closest in essential features and the achieved effect is the device for controlling the keys of the main and bypass circuits, which implements the method for controlling the current source in the solar battery simulator according to RF patent No. 2742379.

Устройство управления ключами основного и обводного контуров, реализующее способ, содержит усилитель ошибки, выход которого подключен к аналого-цифровому преобразователю (АЦП), задающий генератор (ЗГ), первым выходом соединенный со входами тактовой частоты двух счетчиков импульсов (СИ), а вторым и третьим выходами подключен для синхронизации, соответственно, ко входам сброса СИ, формирующим сдвинутые на 180 электрических градусов пилообразные коды. Выходы указанных СИ подключены к первым входам соответствующих цифровых схем сравнения (ЦСС), вторые входы которых соединены с выходом АЦП. Выход одной из ЦСС подключен к первым входам схем «И» и «ИЛИ», а выход другой ЦСС соединен со вторыми входами схем «И» и «ИЛИ», выходы которых подключены, соответственно, к первым входам схем «И-НЕ» ограничения высокого уровня тока, выходами соединенных, соответственно, с первыми входами схем «И-НЕ» управления ключами стабилизатора. Вторые входы схем «И-НЕ» ограничения высокого уровня тока подключены к выходу первого компаратора с гистерезисом, а вторые входы «И-НЕ» управления ключами подключены к выходу второго компаратора с гистерезисом. Инверсный вход первого компаратора и неинверсный вход второго компаратора соединены с неинверсным входом усилителя ошибки, а также выведены для подключения сигнала уставки тока Iкз. Неинверсный вход первого компаратора и инверсный вход второго компаратора соединены с инверсным входом усилителя ошибки, и выведены для подключения сигнала датчика тока Iкз.The device for controlling the keys of the main and bypass circuits, which implements the method, contains an error amplifier, the output of which is connected to an analog-to-digital converter (ADC), a master oscillator (CG), the first output connected to the clock frequency inputs of two pulse counters (SI), and the second and the third output is connected for synchronization, respectively, to the reset inputs of the SI, which form sawtooth codes shifted by 180 electrical degrees. The outputs of these SI are connected to the first inputs of the corresponding digital comparison circuits (DSS), the second inputs of which are connected to the output of the ADC. The output of one of the DSS is connected to the first inputs of the "AND" and "OR" circuits, and the output of the other DSS is connected to the second inputs of the "AND" and "OR" circuits, the outputs of which are connected, respectively, to the first inputs of the "AND-NOT" limitation circuits high current level, outputs connected, respectively, with the first inputs of the "AND-NOT" circuits for controlling the stabilizer keys. The second inputs of the circuits "AND-NOT" limiting the high current level are connected to the output of the first comparator with hysteresis, and the second inputs "AND-NOT" key control is connected to the output of the second comparator with hysteresis. The inverse input of the first comparator and the non-inverse input of the second comparator are connected to the non-inverse input of the error amplifier, and are also brought out to connect the current setting signal Isc. The non-inverse input of the first comparator and the inverse input of the second comparator are connected to the inverse input of the error amplifier, and are brought out to connect the current sensor signal Ikz.

В основу данного устройства положена работа двух компараторов с гистерезисом на нижнем уровне (НУ) и верхнем уровне (ВУ) ограничения пульсаций. Опорным сигналом компараторов является уровень уставки тока Iкз, а сигналом сравнения служит сигнал обратной связи по току Iкз. Для компаратора ВУ сигнал сравнения сдвинут на некоторую величину вверх относительно опорного. Для компаратора НУ сигнал сравнения аналогичным образом сдвинут вниз относительно опорного.This device is based on the operation of two comparators with hysteresis at the lower level (LL) and the upper level (VL) of ripple limitation. The reference signal of the comparators is the level of the current setting Isc, and the comparison signal is the current feedback signal Isc. For the VU comparator, the comparison signal is shifted up by some amount relative to the reference signal. For the NL comparator, the comparison signal is similarly shifted down relative to the reference.

Коммутацию ключей основного и обводного контуров производят в зоне допуска на отклонение тока от заданного, определяемой заданными допустимыми пульсациями тока, во время изменения нагрузки имитатора от короткого замыкания до точки максимального отбора мощности ВАХ, причем, относительную длительность открытого состояния основного ключа γ_осн источника тока регулируют от 0 до 1 при относительной длительности открытого состояния обводного ключа γ_обв=0, а при изменении нагрузки от точки максимальной мощности до холостого хода ВАХ регулируют γ_обв от 0 до 1 при γ_осн=1, а при резких сбросах - набросах нагрузки имитатора БС производят коммутацию основного и обводного ключей во второй расширенной зоне допуска, причем, при сбросе нагрузки и уменьшении величины тока ниже нижнего уровня первой зоны допуска открывают оба упомянутых ключа, а при набросе нагрузки и увеличении величины тока выше верхнего уровня первой зоны запирают оба ключа.The switching of the keys of the main and bypass circuits is carried out in the tolerance zone for the deviation of the current from the specified one, determined by the specified permissible current ripples, during the change in the load of the simulator from a short circuit to the point of maximum power takeoff of the current-voltage characteristic, moreover, the relative duration of the open state of the main key γ _main current source is regulated from 0 to 1 and the relative length of the open state of the bypass key γ _tie = 0, and when the load from the point of maximum power change to idle CVC stroke regulate γ _tie from 0 to 1, with γ _est = 1, and when abrupt discharges - pounce load BS simulator the main and bypass keys are switched in the second extended tolerance zone, moreover, when the load is dropped and the current value decreases below the lower level of the first tolerance zone, both said keys are opened, and when the load is increased and the current value increases above the upper level of the first zone, both keys are locked.

Преимущество данного устройства управления источником тока при формировании ВАХ имитатором солнечной батареи заключается в возможности ее формирования одним регулятором при переходе рабочей точки с участка тока на участок напряжения, в котором отсутствует дополнительная схема управления обводным каналом. Однако устройство имеет недостатки, заключающиеся в ненадежной работе в условиях значительных помех.The advantage of this device for controlling the current source during the formation of the I–V characteristic by a solar battery simulator lies in the possibility of its formation by one controller when the operating point passes from the current section to the voltage section, in which there is no additional control circuit for the bypass channel. However, the device has the disadvantages of unreliable operation in conditions of significant interference.

При работе в условиях значительной помеховой обстановки, когда соотношение величины сигнал/шум невелико для сигналов OC(Iкз) и Уст.(Iкз), возможно возникновение условий провоцирующих неадекватную работу устройства, когда выполнение каждого из условий работы для нижнего и верхнего уровней величины тока становится возможным как при переходе рабочей точки из положения, соответствующего большей величине сопротивления нагрузки в положение, соответствующее меньшей величине сопротивления нагрузки, так и наоборот. Неадекватная работа приводит к провалам и скачкам тока при несвоевременном срабатывании условий для ВУ и НУ, что выражается в увеличении пульсаций. Наглядным примером неадекватной работы для упомянутых условий может служить взаимный переход рабочей точки ВАХ из положения, соответствующего режиму работы КЗ в положение, соответствующее режиму работы XX. Когда ИБС работает в точке соответствующей режиму КЗ, регулятор может начать несвоевременно работать по сигналу НУ, а когда рабочая точка переходит в положение, соответствующее режиму XX, регулятор может начать несвоевременно работать по сигналу ВУ. Таким образом, когда коэффициент ШИМ ключа VTocн при работе в режиме КЗ должен быть минимальным, регулятор принудительно открывает ключи, что приводит к скачкам тока на этом участке. Аналогично, когда ИБС работает в точке соответствующей режиму XX, ключ VTocн должен быть открыт, а ключ VТобв находиться в режиме ШИМ с некоторым коэффициентом, в этот момент оба ключа принудительно запираются, и происходит провал в токе Iкз.When operating in a significant interference environment, when the signal-to-noise ratio is small for the signals OC (Ikz) and Set (Ikz), conditions may arise that provoke inadequate operation of the device, when the fulfillment of each of the operating conditions for the lower and upper levels of the current value becomes possible both when the operating point moves from a position corresponding to a greater value of the load resistance to a position corresponding to a lower value of the load resistance, and vice versa. Inadequate operation leads to dips and current surges in case of untimely operation of the conditions for the VU and NL, which is expressed in an increase in ripples. A clear example of inadequate operation for the mentioned conditions can be the mutual transition of the operating point of the I–V characteristics from the position corresponding to the short circuit operation mode to the position corresponding to the XX operating mode. When the IBS operates at a point corresponding to the short circuit mode, the regulator may start to work untimely on the NL signal, and when the operating point moves to the position corresponding to the XX mode, the regulator may start to work untimely on the VU signal. Thus, when the PWM coefficient of the VTocn key during operation in the short-circuit mode should be minimal, the regulator forcibly opens the keys, which leads to current surges in this section. Similarly, when the IBS operates at a point corresponding to the XX mode, the VTocn key must be open, and the VTobv key must be in PWM mode with a certain coefficient, at this moment both keys are forcibly locked, and a dip occurs in the current Ikz.

Для того чтобы устранить или нивелировать данное явление до допустимых пределов, необходимо ввести условия ограниченного диапазона работы по сигналам компараторов в зависимости от ошибки ПИД регулятора. Для этого необходимо задать диапазоны ошибки регулирования (ΔВУ и ΔНУ), затем определить положение рабочей точки на вольт-амперной характеристике имитатора через значение ошибки регулирования, выраженной в цифровой форме, и, при величине данного значения, входящего в диапазон ΔНУ, блокировать возможный сигнал НУ на открытие обоих ключей (VTобв и VTocн), а при величине данного значения входящего в диапазон ΔВУ - блокировать возможный сигнал ВУ на запирание упомянутых ключей.In order to eliminate or level this phenomenon to acceptable limits, it is necessary to introduce conditions for a limited operating range based on comparator signals, depending on the PID controller error. To do this, it is necessary to set the ranges of the control error (ΔVU and ΔNU), then determine the position of the operating point on the current-voltage characteristic of the simulator through the value of the control error, expressed in digital form, and, with the value of this value included in the ΔNU range, block the possible signal of the NU to open both keys (VTobb and VTocn), and if the value of this value is included in the ΔVU range, block a possible signal of the VU to lock the mentioned keys.

Таким образом, задачей полезной модели является устранение или уменьшение влияния помех на работу системы управления модулем стабилизатора тока имитатора солнечной батареи.Thus, the objective of the utility model is to eliminate or reduce the influence of interference on the operation of the control system of the current stabilizer module of the solar battery simulator.

Поставленная задача решается тем, что в устройство управления ключами стабилизированного источника тока в имитаторе солнечной батареи, где стабилизированный источник тока является стабилизатором тока короткого замыкания имитатора с дросселем, датчиком тока короткого замыкания (Iкз) и с ключами основного и обводного контуров регулирования, содержащее усилитель ошибки, выход которого подключен к аналого-цифровому преобразователю (АЦП), задающий генератор (ЗГ), первым выходом соединенный со входами тактовой частоты двух счетчиков импульсов (СИ), а вторым и третьим выходами подключен для синхронизации, соответственно, к входам сброса счетчиков (СИ) импульсов, формирующих сдвинутые на 180 электрических градусов пилообразные коды, выходы указанных счетчиков импульсов подключены к первым входам соответствующих первой и второй цифровых схем сравнения (ЦСС), вторые входы которых соединены с выходом АЦП, при этом выход первой ЦСС подключен к первым входам схем «И» и «ИЛИ», а выход второй ЦСС соединен со вторыми входами схем «И» и «ИЛИ», выходы которых подключены, соответственно, к первым входам двух схем «И-НЕ» ограничения высокого уровня тока, выходами соединенных, соответственно, с первыми входами двух схем «И-НЕ» управления ключами стабилизатора тока, два компаратора с гистерезисом, причем, инверсный вход первого компаратора и неинверсный вход второго компаратора соединены с неинверсным входом указанного усилителя ошибки, а также упомянутые входы первого и второго компараторов выведены для подключения сигнала уставки тока Iкз, а неинверсный вход первого компаратора и инверсный вход второго компаратора соединены с инверсным входом усилителя ошибки и выведены для подключения сигнала датчика тока Iкз, введены задатчик диапазонов ошибки регулятора для сигналов высокого и низкого уровней тока, третья и четвертая цифровые схемы сравнения, вторая и третья логические схемы «ИЛИ», при этом выходы высокого и низкого уровней задатчика диапазонов ошибки соединены с первыми входами третьей и четвертой цифровых схем сравнения соответственно, вторые входы которых соединены с выходом АЦП, выходы третьей и четвертой цифровых схем сравнения соединены с первыми входами второй и третьей схем «ИЛИ», соответственно, вторые входы которых связаны с выходами первого и второго компараторов с гитерезисом, соответственно, выход второй схемы «ИЛИ» соединен с первыми входами двух схем «И-НЕ» ограничения высокого уровня тока, выходами соединенных, соответственно, с первыми входами двух схем «И-НЕ» управления ключами стабилизатора тока, вторые входы которых соединены с выходом третьей схемы «ИЛИ», выходы двух схем «И-НЕ» являются выходами управления ключами основного и обводного контуров регулирования.The problem is solved by the fact that in the device for controlling the keys of a stabilized current source in the solar battery simulator, where the stabilized current source is a short circuit current stabilizer of the simulator with a choke, a short circuit current sensor (Ikz) and with keys of the main and bypass control loops, containing an error amplifier , the output of which is connected to an analog-to-digital converter (ADC), a master oscillator (CG), the first output connected to the clock frequency inputs of two pulse counters (SI), and the second and third outputs are connected for synchronization, respectively, to the reset inputs of the counters (SI ) pulses that form sawtooth codes shifted by 180 electrical degrees, the outputs of these pulse counters are connected to the first inputs of the corresponding first and second digital comparison circuits (DCS), the second inputs of which are connected to the ADC output, while the output of the first DSS is connected to the first inputs of the circuits " AND" and "OR", and the output of the second CSS is connected with the second inputs of the "AND" and "OR" circuits, the outputs of which are connected, respectively, to the first inputs of the two "AND-NOT" circuits for limiting the high current level, the outputs are connected, respectively, with the first inputs of the two "AND-NOT" control circuits current stabilizer keys, two comparators with hysteresis, moreover, the inverse input of the first comparator and the non-inverse input of the second comparator are connected to the non-inverse input of the specified error amplifier, and the mentioned inputs of the first and second comparators are output for connecting the current setting signal Ikz, and the non-inverse input of the first comparator and the inverse input of the second comparator is connected to the inverse input of the error amplifier and is brought out to connect the signal of the current sensor Ikz; the outputs of the high and low levels of the error ranger are connected to the first inputs of the the third and fourth digital comparison circuits, respectively, the second inputs of which are connected to the ADC output, the outputs of the third and fourth digital comparison circuits are connected to the first inputs of the second and third "OR" circuits, respectively, the second inputs of which are connected to the outputs of the first and second comparators with hyteresis, accordingly, the output of the second "OR" circuit is connected to the first inputs of the two "AND-NOT" circuits for limiting the high current level, the outputs are connected, respectively, to the first inputs of the two "AND-NOT" circuits for controlling the current stabilizer keys, the second inputs of which are connected to the output of the third "OR" circuit, the outputs of the two "AND-NOT" circuits are the outputs for controlling the keys of the main and bypass control loops.

Далее сущность полезной модели поясняется с помощью рисунков, на которых показано: на фиг. 1 представлена функциональная схема имитатора солнечной батареи, на фиг. 2 показана структурная схема устройства управления ключами стабилизированного источника тока в указанном имитаторе в соответствии с заявляемой полезной моделью, на фиг. 3 представлены временные диаграммы, поясняющие работу устройства, на фиг. 4 - эпюры сигналов, демонстрирующие работу регулятора в зависимости от положения рабочей точки на участках вольт-амперной характеристики с учетом нерабочих зон.Further, the essence of the utility model is explained with the help of drawings, which show: in Fig. 1 shows a functional diagram of a solar battery simulator, FIG. 2 shows a block diagram of a device for controlling the keys of a stabilized current source in the specified simulator in accordance with the claimed utility model, in Fig. 3 shows timing diagrams illustrating the operation of the device, FIG. 4 - signal diagrams demonstrating the operation of the controller depending on the position of the operating point in the sections of the current-voltage characteristic, taking into account non-working zones.

Имитатор вольт-амперной характеристики солнечной батареи содержит источник напряжения постоянного тока 1, модуль вольтодобавки 2 со стабильным добавочным напряжением, источник постоянного тока в виде стабилизатора тока 3, состоящего из ключей 6 и 7, первого и второго диодов 12 и 13, дросселя 4, а также включающего в себя устройство управления 8 ключами 6 и 7, датчик тока 9, отсекающий диод 14, последовательно включенный управляемый резистор 10 задающий наклон ВАХ на участке напряжения, шунтирующий управляемый резистор 11, задающий наклон характеристики на участке тока.The simulator of the current-voltage characteristics of the solar battery contains a DC voltage source 1, a voltage boost module 2 with a stable additional voltage, a DC source in the form of a current stabilizer 3, consisting of switches 6 and 7, the first and second diodes 12 and 13, a choke 4, and also includes a control device 8 keys 6 and 7, a current sensor 9, a cut-off diode 14, a series-connected controlled resistor 10 that sets the I–V characteristic slope in the voltage section, a shunt controlled resistor 11 that sets the slope of the characteristic in the current section.

Устройство управления 8 ключами 6 и 7 содержит усилитель ошибки 15, выход которого подключен к аналого-цифровому преобразователю (АЦП) 16, задающий генератор (ЗГ) 17, первым выходом соединенный с входами тактовой частоты двух счетчиков импульсов (СИ) 18 и 19, а вторым и третьим выходами подключен для синхронизации, соответственно, к входам сброса счетчиков импульсов (СИ) 18 и 19, формирующих сдвинутые на 180 электрических градусов пилообразные коды. Выходы указанных счетчиков импульсов 18 и 19 подключены к первым входам соответствующих первой и второй цифровых схем сравнения (ЦСС) 20 и 21, вторые входы которых соединены с выходом АЦП 16. Выход ЦСС 20 подключен к первым входам схем «И» 22 и «ИЛИ» 23, а выход ЦСС 21 соединен со вторыми входами схем «И» 22 и «ИЛИ» 23, выходы которых подключены, соответственно, к первым входам схем «И-НЕ» 24 и 25 ограничения высокого уровня тока выходами соединенных, соответственно, с первыми входами схем «И-НЕ» 26 и 27 управления ключами стабилизатора. Инверсный вход компаратора 28 и неинверсный вход компаратора 29 соединены с неинверсным входом усилителя ошибки 15, а также выведены для подключения сигнала уставки тока Iкз. Неинверсный вход компаратора 28 и инверсный вход компаратора 29 соединены с инверсным входом усилителя ошибки 15, и выведены для подключения сигнала датчика тока 9 Iкз. Выходы задатчика диапазонов низкого и высокого уровней 30 соединены с входами третьей и четвертой цифровых схем сравнения 31 и 32, вторые входы которых соединены с выходом АЦП 16. Выходы третьей и четвертой цифровых схем сравнения 31 и 32 соединены с первыми входами второй 33 и третьей 34 схем «ИЛИ», соответственно, второй вход схемы «ИЛИ» 33 соединен с выходом первого компаратора с гистерезисом 28, второй выход схемы «ИЛИ» 34 соединен с выходом второго компаратора 29. Выход второй схемы «ИЛИ» 33 соединен с первыми входами двух схем «И-НЕ» 24 и 25 ограничения высокого уровня тока, выходы которых соединены с первыми входами двух схем «И-НЕ» 26 и 27 управления ключами стабилизатора тока. Выход третьей схемы «ИЛИ» 34 соединен со вторыми входами двух схем «И-НЕ» 26 и 27, выход схемы «И-НЕ» 26 является выходом для управления ключом 6 обводного контура, а выход схемы «И-НЕ» 27 - выходом для управления ключом 7 основного контура источника тока 3The control device 8 keys 6 and 7 contains an error amplifier 15, the output of which is connected to an analog-to-digital converter (ADC) 16, a master oscillator (CG) 17, the first output connected to the clock frequency inputs of two pulse counters (SI) 18 and 19, and the second and third outputs are connected for synchronization, respectively, to the reset inputs of the pulse counters (SI) 18 and 19, which form sawtooth codes shifted by 180 electrical degrees. The outputs of these pulse counters 18 and 19 are connected to the first inputs of the corresponding first and second digital comparison circuits (DSS) 20 and 21, the second inputs of which are connected to the output of the ADC 16. The output of the DSS 20 is connected to the first inputs of the "AND" circuits 22 and "OR" 23, and the output of the DSS 21 is connected to the second inputs of the "AND" circuits 22 and "OR" 23, the outputs of which are connected, respectively, to the first inputs of the "AND-NOT" circuits 24 and 25 of limiting the high current level by the outputs connected, respectively, to the first inputs of the circuits "AND-NOT" 26 and 27 control keys of the stabilizer. The inverse input of the comparator 28 and the non-inverse input of the comparator 29 are connected to the non-inverse input of the error amplifier 15, and are also brought out to connect the current setting signal Isc. The non-inverse input of the comparator 28 and the inverse input of the comparator 29 are connected to the inverse input of the error amplifier 15, and are output to connect the current sensor signal 9 Ikz. The outputs of the setter ranges of low and high levels 30 are connected to the inputs of the third and fourth digital comparison circuits 31 and 32, the second inputs of which are connected to the output of the ADC 16. The outputs of the third and fourth digital comparison circuits 31 and 32 are connected to the first inputs of the second 33 and 34 third circuits "OR", respectively, the second input of the circuit "OR" 33 is connected to the output of the first comparator with hysteresis 28, the second output of the circuit "OR" 34 is connected to the output of the second comparator 29. The output of the second circuit "OR" 33 is connected to the first inputs of the two circuits " AND-NOT" 24 and 25 limiting the high current level, the outputs of which are connected to the first inputs of the two circuits "AND-NOT" 26 and 27 control keys of the current stabilizer. The output of the third OR circuit 34 is connected to the second inputs of the two AND-NOT circuits 26 and 27, the output of the AND-NOT circuit 26 is the output for controlling the key 6 of the bypass circuit, and the output of the AND-NOT circuit 27 is the output to control the key 7 of the main circuit of the current source 3

Устройство работает следующим образом:The device works as follows:

Счетчики импульсов 18 и 19 при наличии тактовой частоты и соответствующих импульсов сброса 35 и 36 (фиг. 4) от ЗГ 17 формируют на первых входах ЦСС 20 и 21, соответственно, линейно нарастающие пилообразные коды, сдвинутые по фазе на 180 электрических градусов (37, 38 на фиг. 3а). АЦП 16 преобразует сигнал усилителя ошибки 15 в код (39 на фиг. 3а), поступающий на вторые входы ЦСС 20 и 21 для сравнения с соответствующим пилообразным кодом. Т.о. образованы два контура ШИМ. Схемы «И» 22 и «ИЛИ» 23 выполняют функцию распределения импульсов управления для основного 7 (VTocн) и обводного 6 ключей (VToбв) источника тока 3.Pulse counters 18 and 19 in the presence of a clock frequency and corresponding reset pulses 35 and 36 (Fig. 4) from ZG 17 form at the first inputs of the DSS 20 and 21, respectively, linearly increasing sawtooth codes shifted in phase by 180 electrical degrees (37, 38 in Fig. 3a). The ADC 16 converts the signal of the error amplifier 15 into a code (39 in Fig. 3a) supplied to the second inputs of the DSS 20 and 21 for comparison with the corresponding sawtooth code. That. two PWM circuits are formed. The "AND" 22 and "OR" 23 circuits perform the function of distributing control pulses for the main 7 (VTocn) and bypass 6 keys (VTobv) current source 3.

При резком изменении нагрузки ИБС от короткого замыкания до холостого хода схема управления (регулятор) 8 какое-то время продолжает работать с малой длительностью γ_осн включенного состояния основного ключа 7. Обводной ключ 6 заперт, и к дросселю 4 не прикладывается напряжение из-за разрыва цепи нагрузки. Ток Iкз в дросселе 4 начинает падать. Вышеуказанный провал (40 на фиг. 3а) ограничивается снизу от уставки тока Iкз на уровне порога низкого уровня НУ=(Iкз - ΔI) второй зоны допуска одновременным отпиранием ключей 6 (VТобв) и 7 (VTocн) по команде компаратора 29 через схемы «И-НЕ» 26 и 27, проходя без блокировки через схему «ИЛИ» 34. При достижении сигналом Iкз нижней границы гистерезиса НУ (41 на фиг. 3а), ток Iкз в дросселе 4 источника тока нарастает с темпом Uвд/L, уходя от провала, где Uвд - напряжение источника вольтодобавки. При достижении верхней границы НУ ключи возвращаются в алгоритм ШИМ, т.е., ключ 6 (VТобв) - заперт, а γ_осн. ключа 7 (VTocн) - увеличивается. Но ток продолжает падать. Так циклически управление передается от ограничительного регулятора релейного типа к ШИМ регулятору и через некоторое время ключ 7 (VTocн) - полностью откроется, γ_обв ключа 6 (VТобв) будет увеличиваться. Полностью управление к ШИМ регулятору перейдет при достижении напряжением усилителя 15 такого уровня, а значит, и кодом АЦП 16, такого значения (39 на фиг. 3а), при котором γ_обв ключа 6 (VТобв) будет достаточным для образования контура ШИМ регулирования и стабилизации тока Iкз, удерживающего величину тока внутри первой зоны допусков без вмешательства ограничения.With a sharp change in the load of the IBS from a short circuit to idle, the control circuit (regulator) 8 continues to work for some time with a short duration γ _main on state of the main key 7. Bypass key 6 is locked, and no voltage is applied to the throttle 4 due to a gap load circuits. The current Ik in the inductor 4 starts to fall. The above dip (40 in Fig. 3a) is limited from below the current setting Ikz at the level of the low level threshold NU=(Ikz - ΔI) of the second tolerance zone by simultaneously unlocking keys 6 (VTobv) and 7 (VTocn) at the command of the comparator 29 through the circuit "AND -NOT" 26 and 27, passing without blocking through the "OR" circuit 34. When the signal Ikz reaches the lower limit of the hysteresis NU (41 in Fig. 3a), the current Ikz in the inductor 4 of the current source increases with the rate Uvd/L, moving away from the dip , where Vvd is the voltage of the voltage boost source. When the upper limit of the NU is reached, the keys return to the PWM algorithm, i.e., the key 6 (VTobv) is locked, and γ _main. key 7 (VTocn) - increases. But the current continues to drop. So cyclically, control is transferred from the limiting relay-type controller to the PWM controller and after a while the key 7 (VTocn) will open completely, γ _{turn of the} key 6 (VTobv) will increase. Full control will be transferred to the PWM controller when the voltage of the amplifier 15 reaches such a level, and hence the ADC code 16, such a value (39 in Fig. 3a), at which γ _{round of the} switch 6 (VTobv) will be sufficient to form a PWM control and stabilization loop current Ikz, holding the current value within the first tolerance zone without limiting intervention.

На ЦСС 31 и 32 организованы схемы сравнения величины ошибки усилителя 15, преобразованной АЦП 16 в код, с величинами заданных порогов для низкого и высокого уровней, задаваемых задатчиком диапазонов ошибки 30 (ΔВУ и ΔНУ). В случае изменения нагрузки ИБС от короткого замыкания до холостого хода, необходимо предотвратить влияние сигнала от компаратора 28 на закрытие ключей, обусловленного помехами. Для этого выполняется следующее: если величина ошибки, поступающая с АЦП 16, превышает величину порога ΔВУ с задатчика 30, сигнал логической единицы с выхода ЦСС 31 через схему «ИЛИ» 33 блокирует активный уровень логического нуля от компаратора 28, приходящего на второй вход логического элемента 33. Если ошибка, поступающая с АЦП 16, не превышает величину порога ЛВУ, то активный сигнал (логического нуля) с компаратора 28 беспрепятственно проходит до схем «И» 24 и 25.On DSS 31 and 32 are organized circuits for comparing the error value of the amplifier 15, converted by the ADC 16 into a code, with the values of the specified thresholds for low and high levels, set by the error range setter 30 (ΔVU and ΔNU). In the event of a change in the load of the IBS from a short circuit to idle, it is necessary to prevent the influence of the signal from the comparator 28 on the closing of the keys due to interference. For this, the following is performed: if the error value coming from the ADC 16 exceeds the threshold value ΔVU from the master 30, the logic one signal from the output of the DSS 31 through the "OR" circuit 33 blocks the active level of logic zero from the comparator 28 coming to the second input of the logic element 33. If the error coming from the ADC 16 does not exceed the value of the LDL threshold, then the active signal (logical zero) from the comparator 28 passes unhindered to the "AND" circuits 24 and 25.

При набросе нагрузки от холостого хода к короткому замыканию в первый момент выход регулятора 8 (сигнал ошибки, преобразованный в код (42 на фиг. 3б)) находится в зоне ШИМ ключа 6 (VТобв), а ключ 7 (VTocн) - замкнут. Ток нарастает (43 на фиг. 3б) с темпом U0/L до верхней границы гистерезиса верхнего уровня ВУ Iкз второй зоны допусков (44 на фиг. 3б), где U0 - напряжение источника постоянного напряжения, соответствующего напряжению холостого хода БС. После срабатывания компаратора ВУ 28 через схемы «И-НЕ» 24 и 25 к ключам 6 (VToбв) и 7 (VTocн) уходит команда на запирание, и ток падает до нижней границы ВУ (44 на Фиг. 3б). Компаратор 28 отключается, ключи возвращаются в алгоритм ШИМ, далее ток снова нарастает и цикл повторяется. Через некоторое время ключ 6 (VТобв) закроется, γ_осн ключа 7 (VTocн) будет уменьшаться. Полностью управление к ШИМ регулятору перейдет при достижения напряжением усилителя 15 уровня, а значит и кодом АЦП 16 значения, при котором величина γ_осн будет такой, чтобы уровень тока Iкз находился внутри первой зоны допусков без вмешательства ограничения.When the load rises from idle to a short circuit, at the first moment the output of the regulator 8 (the error signal converted into code (42 in Fig. 3b)) is in the PWM zone of the key 6 (VTobv), and the key 7 (VTocn) is closed. The current increases (43 in Fig. 3b) with a rate of U0/L up to the upper limit of the hysteresis of the upper level of the VU Ikz of the second tolerance zone (44 in Fig. 3b), where U0 is the voltage of the DC voltage source corresponding to the idle voltage of the BS. After the operation of the comparator VU 28 through the "AND-NOT" circuits 24 and 25 to the keys 6 (VTobv) and 7 (VTocn) the locking command is sent, and the current drops to the lower limit of the VU (44 in Fig. 3b). The comparator 28 is turned off, the keys are returned to the PWM algorithm, then the current increases again and the cycle repeats. After some time, key 6 (VTobv) will close, γ _main key 7 (VTocn) will decrease. Fully control will be transferred to the PWM controller when the voltage of the amplifier reaches level 15, and hence the ADC code 16, the value at which the value of γ _main will be such that the current level Ikz is within the first tolerance zone without limiting interference.

В случае если величина ошибки, поступающая с АЦП 16, меньше или равна величине порога ΔНУ, сигнал логической единицы с выхода ЦСС 32 через логический элемент 34 блокирует активный уровень логического нуля от компаратора 29, приходящего на второй вход логического элемента «ИЛИ» 34. Таким образом, когда положение рабочей точки ВАХ пропорционально диапазону ошибки ΔНУ, ложные срабатывания компаратора 29 не приводят к открытию ключей. Если величина ошибки выше порога ΔНУ, то сигнал от компаратора 29 не блокируется.If the error value coming from the ADC 16 is less than or equal to the threshold value ΔNU, the logic one signal from the output of the DSS 32 through the logic element 34 blocks the active level of the logic zero from the comparator 29 coming to the second input of the logic element "OR" 34. Thus Thus, when the position of the operating point of the CVC is proportional to the error range ΔNU, false positives of the comparator 29 do not lead to the opening of the keys. If the error value is above the threshold ΔNU, then the signal from the comparator 29 is not blocked.

На фиг. 4 представлены эпюры сигналов, демонстрирующие работу устройства управления в зависимости от положения рабочей точки на участке вольт-амперной характеристики для конкретных примеров диапазонов ошибки, в которых ШИМ регулятор не реагирует на сигналы компараторов соответствующих уровней, определенных опытным путем исходя из конкретной помеховой обстановки: для нижнего уровня 0÷900 и для верхнего уровня 2500÷4092 единиц.In FIG. 4 shows signal diagrams demonstrating the operation of the control device depending on the position of the operating point in the section of the current-voltage characteristic for specific examples of error ranges in which the PWM controller does not respond to the signals of comparators of the corresponding levels, determined empirically based on a specific interference environment: for the lower level 0÷900 and for the upper level 2500÷4092 units.

На участке тока величина ошибки E_d(Iкз) (45 на фиг. 4) в пересчете в цифровую форму не превышает значения ΔНУ (900), поэтому сигнал НУ (46 на фиг. 4) на протяжении представленного отрезка игнорируется формирователем ШИМ. Приоритетным является сигнал ВУ (47 на фиг. 4), по команде которого закрываются ключи 6 и 7. На такте 1 рабочая точка находится на участке тока, сигнал ОС(Iкз) (48 на фиг. 4) значительно превышает сигнал Уст(Iкз) (49 на фиг. 4) (такты 1-5), сигналом ВУ (47 на фиг. 4) подается команда на запирание обоих ключей. Штриховыми линиями выделены сигналы ШИМ (50 на фиг. 4), которые могли быть сформированы устройством управления, но, с учетом приоритета сигнала ВУ, становятся неактивными. Сплошной линией показаны фактические сигналы ШИМ (51). Во время работы на тактах 5-6 сигнал ОС(Iкз) уже не столь значительно превышает сигнал Уст(Iкз), поэтому сигналы компаратора ВУ 28 на этих участках кратковременны, тем не менее, еще присутствует корректировка коэффициента заполнения ШИМ. На тактах работы 7-8 величина тока Iкз становится сравнимой с заданной величиной, поэтому ограничительный регулятор релейного типа не включается в работу, и стабилизация тока Iкз зависит от работы ШИМ регулятора тока.In the current section, the error value E _d (Ikz) (45 in Fig. 4) in terms of digital form does not exceed the value of ΔNU (900), therefore, the NU signal (46 in Fig. 4) is ignored by the PWM shaper throughout the presented segment. The priority signal is VU (47 in Fig. 4), at the command of which keys 6 and 7 are closed. On cycle 1, the operating point is in the current section, the signal OS (Ikz) (48 in Fig. 4) significantly exceeds the signal Set(Ikz) (49 in Fig. 4) (cycles 1-5), the WU signal (47 in Fig. 4) gives a command to lock both keys. The dashed lines indicate PWM signals (50 in Fig. 4), which could be generated by the control device, but, taking into account the priority of the WU signal, become inactive. The solid line shows the actual PWM signals (51). During operation on cycles 5-6, the signal OS (Ikz) is not so much higher than the signal Set (Ikz), therefore, the signals of the comparator VU 28 in these sections are short-lived, however, there is still an adjustment of the PWM duty cycle. On cycles 7-8, the current value Ikz becomes comparable to the set value, therefore, the limiting relay-type controller is not included in the work, and the stabilization of the current Ikz depends on the operation of the PWM current controller.

На участке напряжения игнорируется сигнал ВУ, так как величина ошибки E_d(Iкз) (45) в пересчете в цифровую форму превышает значение ΔВУ (2500) и приоритетным становится сигнал НУ, по команде которого происходит корректировка коэффициента заполнения. На тактах 9-12 без влияния сигналов НУ коэффициент заполнения ключа 7 (VTocн) (отмечен штриховой линией) был бы много меньше. На протяжении работы тактов 13-16 стабилизация тока Iкз осуществляется ШИМ регулятором тока.In the voltage section, the WU signal is ignored, since the error value E _d (Ikz) (45) in digital form exceeds the value of ΔVU (2500) and the NL signal becomes a priority, at the command of which the duty cycle is corrected. On cycles 9-12, without the influence of the NL signals, the key fill factor 7 (VTocn) (marked with a dashed line) would be much less. During the operation of cycles 13-16, the stabilization of the current Ikz is carried out by a PWM current regulator.

Claims

A device for controlling the keys of a stabilized current source in an electronic simulator of a solar battery, where the stabilized current source is a short-circuit current stabilizer of the simulator with a choke, a short-circuit current sensor (Ikz) and with keys of the main and bypass control loops, containing an error amplifier, the output of which is connected to analog -to a digital converter (ADC), a master oscillator (CG), the first output connected to the clock frequency inputs of two pulse counters (SI), and the second and third outputs are connected for synchronization, respectively, to the reset inputs of the counters (SI) of pulses that form shifted by 180 electrical degrees sawtooth codes, the outputs of the indicated pulse counters are connected to the first inputs of the corresponding first and second digital comparison circuits (DSS), the second inputs of which are connected to the ADC output, while the output of the first DSS is connected to the first inputs of the "AND" and "OR" circuits , and the output of the second DSS is connected to the second inputs of the circuit m "AND" and "OR", the outputs of which are connected, respectively, to the first inputs of the two "AND-NOT" circuits for limiting the high current level, the outputs are connected, respectively, with the first inputs of the two "AND-NOT" circuits for controlling the keys of the current stabilizer, two comparators with hysteresis, wherein the inverse input of the first comparator and the non-inverse input of the second comparator are connected to the non-inverse input of the specified error amplifier, and the said inputs of the first and second comparators are output to connect the current setting signal Ikz, and the non-inverse input of the first comparator and the inverse input of the second comparator are connected with an inverse input of the error amplifier and are brought out to connect the signal of the current sensor Ikz, characterized in that it contains a setter of controller error ranges for signals of high and low current levels, the third and fourth digital comparison circuits, the second and third "OR" logic circuits, with In this case, the outputs of the high and low levels of the error ranger are connected to the first inputs of the tri third and fourth digital comparison circuits, respectively, the second inputs of which are connected to the ADC output, the outputs of the third and fourth digital comparison circuits are connected to the first inputs of the second and third "OR" circuits, respectively, the second inputs of which are connected to the outputs of the first and second comparators with hysteresis, accordingly, the output of the second "OR" circuit is connected to the first inputs of the two "AND-NOT" circuits for limiting the high current level, the outputs are connected, respectively, to the first inputs of the two "AND-NOT" circuits for controlling the current stabilizer keys, the second inputs of which are connected to the output of the third "OR" circuit, the outputs of the two "AND-NOT" circuits are the outputs for controlling the keys of the main and bypass control loops.