Модуль керування комутатором навантажень сонячних батарей

1. Модуль керування комутатором навантажень сонячних батарей, що включає пристрій порівняння (ПП), виконаний на компараторі, і перший попередній підсилювач (ППП), який відрізняється тим, що додатково уведено другий попередній підсилювач (ДПП) і блок комутації (БК), при цьому обидва попередніх підсилювачі й першій й другий вихідні ключі виконані у вигляді блока попередніх підсилювачів з вихідними ключами (БППзВК), а БК виконаний у вигляді транзисторної логічної схеми, входи якої підключені до плюсових виводів сонячної батареї (СБ) і акумуляторної батареї (АБ), а вихід підключений до навантаження. 2. Модуль керування комутатором навантажень сонячних батарей за п. 1, який відрізняється тим, що БППзВК виконано на транзисторах, при цьому на базу ППП подається сигнал "Заряд АБ", а на базу ДПП подається сигнал "Імпульсний стабілізатор напруги" ("ІСН"), причому в колекторні ланцюги ППП й ДПП включені відповідно дільники напруги U 2 (19) 1 3 паратора з'єднаний з першими входами логічних елементів схеми збігу, на другі входи яких надходить керуюча напруга з виходу блоку струмового захисту, причому зазначені входи логічних елементів схеми збігу через перемикач з'єднані з параметричним стабілізатором, а треті входи логічних елементів схеми збіги з'єднані з виходом тригера формувача імпульсів, причому виходи логічних елементів схеми збігу з'єднані із входами попереднього підсилювача імпульсного стабілізатора. Недоліком відомого пристрою є складна схемотехніка пристрою. Найближчим аналогом обраний «Пристрій керування багатофункціонального перетворювача напруги» [патент України №9031, МПК-7 G 05 F 1/56, Н 02 М 3/335, Н 02 М 7/00, БВ-9-2005p.], що містить генератор, що задає, виконаний у вигляді функціонального генератора, який включає генератор трикутних імпульсів, реалізований за схемою інтегратора, і синхронізований з ним генератор прямокутних імпульсів, реалізований за схемою першого компаратора, формувач імпульсів, що включає тригер і схему збігу, перетворювач зворотного зв'язку, який виконаний на другому компараторі, прямий вхід якого з'єднаний з виходом генератора трикутних імпульсів, а інверсний вхід з'єднаний з виходом випрямляча напруги зворотного зв'язку, що включає діодний міст і конденсатор, що згладжує, а вихід другого компаратора з'єднаний з першими входами логічних елементів схеми збігу, на другі входи яких надходить керуюча напруга з виходу блоку струмового захисту, а треті входи логічних елементів схеми збігу з'єднані з виходом тригера формувача імпульсів, причому виходи логічних елементів схеми збігу з'єднані із входами попереднього підсилювача, включеного в мостовий підсилювач потужності багатофункціонального перетворювача напруги, при цьому пристрій керування заживлено від першого параметричного стабілізатора напруги, виконаного у вигляді послідовно з'єднаних першого струмообмежуючого резистора й двох послідовно з'єднаних першого й другого стабілітронів, вхід диодного мосту зашунтован підстроювальним резистором, мінусовий вивід діодного мосту підключений до загальної точки послідовно з'єднаних третього стабілітрона й другого струмообмежуючого резистора, що представляють собою другий параметричний стабілізатор напруги, а плюсовий вивід діодного мосту підключений до першого дільника напруги й плюсовому виводу конденсатора, що згладжує, другі виводи яких з'єднані й підключені до мінуса живлячої напруги, при цьому движок потенціометра першого дільника напруги підключений до інверсного входу другого компаратора, з яким також з'єднаний анод захисного діода, катод якого з'єднаний з виводом другого струмообмежуючого резистора, з'єднаного крім того с загальною точкою першого струмообмежуючого резистора й першого стабілітрона. Недоліком найближчого аналогу є складна схема пристрою. Технічною задачею корисної моделі є розробка нової схемотехніки модуля керування комутатором навантажень сонячних батарей з досягнен 45368 4 ням технічного результату спрощення схемотехніки пристрою. Поставлена технічна задача вирішується тим, що в модулі керування комутатором навантажень сонячних батарей, що містить пристрій порівняння (ПП), виконаний на компараторі, і перший попередній підсилювач (ППП), згідно корисній моделі додатково уведено другий попередній підсилювач (ДПП) і блок комутації (БК), при цьому обоє попередніх підсилювача й першій й другий вихідні ключі виконані у вигляді блоку попередніх підсилювачів з вихідними ключами (БППзВК), а БК виконаний у вигляді транзисторної логічноїсхеми, входи якої підключені до плюсових виводів сонячної батареї (СБ) і акумуляторної батареї (АБ), а вихід підключений до навантаження, крім того, БППзВК виконано на транзисторах, при цьому на базу ППП подається сигнал «заряд АБ», а на базу ДПП подається сигнал «Імпульсний стабілізатор напруги» («ІСН»), причому в колекторні ланцюги ППП й ДПП включені відповідно дільники напруги на двох резисторах, а базові ланцюги вихідних ключів підключені до середніх точок відповідних резисторних дільників напруги, крім того, емітер першого вихідного ключа підключений до входу «ІСН», а колектор другого вихідного ключа через діод, що розв'язує, подає «+» СБ на силовий ключ БК, а прямий вхід компаратора ПП через дільник на резисторі й стабілітроні підключений до «+» АБ, а інверсний вхід компаратора через дільник напруги підключений в «+» СБ, при цьому вихід ПП підключений до керуючого входу БК, при цьому БК виконано на чотирьох транзисторах і логічному інверторі й чотирьох розв'язуючих діодах, при цьому керуючий вхід БК підключений до виходу компаратора ПП, сигнал з якого надходить на базу першого керуючого транзистора, колектор якого з'єднаний з базою першого комутатора, що підключає «+» ІСН через діод, що розв'язує, до навантаження, крім того, сигнал з виходу компаратора ПП через логічний інвертор надходить на базу другого керуючого транзистора, колектор якого з'єднаний з базою другого комутатора, що підключає «+» СБ або АБ через діод, що розв'язує, до навантаження. Новим у заявляємому пристрої є нова схемотехніка побудови модуля керування комутатором навантажень сонячних батарей за рахунок введення нових елементів і зв'язків між ними, що дозволяє вирішити технічну задачу, поставлену в даній корисній моделі, з досягненням технічного результату - спрощення схемотехніки пристрою. Суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, співпадаючими із найближчим аналогом, є наступні ознаки: - пристрій порівняння (ПП), виконаний на компараторі; - перший попередній підсилювач (ППП). Відмітними від найближчого аналогу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки: - додатково уведений другий попередній підсилювач (ДПП) і блок комутації (БК); - обоє попередніх підсилювача й перші й другий вихідні ключі виконані у вигляді блоку попередніх підсилювачів з вихідними ключами (БППсВК); 5 - БК виконаний у вигляді транзисторної логічної схеми, входи якої підключені в плюсовим виводам сонячної батареї (СБ) і акумуляторної батареї (АБ), а вихід підключений до навантаження. Приватними відмітними від найближчого аналогу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки: - БППзВК виконаний на транзисторах, при цьому на базу ППП подається сигнал «заряд АБ», а на базу ДПП подається сигнал «Імпульсний стабілізатор напруги» («ІСН»), причому в колекторні ланцюги ППП й ДПП включені відповідно дільники напруги на двох резисторах, а базові ланцюги вихідних ключів підключені до середніх крапок відповідних резисторних дільників напруги, крім того, емітер першого вихідного ключа підключений до входу «ИСН», а колектор другого вихідного ключа через діод, що розв'язує, подає «+» СБ на силовий ключ БК; - прямий вхід компаратора ПП через дільник на резисторі й стабілітроні підключений до «+» АБ, а інверсний вхід компаратора через дільник напруги підключений в «+» СБ, при цьому вихід ПП підключений до керуючого входу БК;. - БК виконаний на чотирьох транзисторах і логічному інверторі й чотирьох розв'язуючих діодах, при цьому керуючий вхід БК підключений до виходу компаратора ВУС, сигнал з якого надходить на базу першого керуючого транзистора, колектор якого з'єднаний з базою першого комутатора, що підключає «+» ІСН через діод, що розв'язує, до навантаження, крім того, сигнал з виходу компаратора ПП через логічний інвертор надходить на базу другого керуючого транзистора, колектор якого з'єднаний з базою другого комутатора, підключаючого «+» СБ або АБ через діод, що розв'язує, до навантаження. Між суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, який досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Нова схемотехніка заявленого пристрою в порівнянні із найближчим аналогом дозволяє значно спростити пристрій і, за рахунок цього, підвищити надійність його роботи й знизити матеріальні витрати при тиражуванні даного пристрою. На Фіг. зображена принципова електрична схема заявляемого пристрою. Пристрій, що заявляється, складається з наступних основних блоків, безпосередньо зв'язаних один з одним: - блоку попередніх підсилювачів з вихідними ключами (БППзВК); - пристрою порівняння (ПП), виконаного на компараторі; - блоку комутації (БК). Обоє попередніх підсилювача й першій й другий вихідні ключі виконані у вигляді блоку попередніх підсилювачів з вихідними ключами (БППзВК), а БК виконаний у вигляді транзисторної логічної схеми, входи якої підключені до плюсовим виводам сонячної батареї (СБ) і акумуляторної батареї (АБ), а вихід підключений до навантаження. Розглянемо пристрій, що заявляється, докладніше. 45368 6 БППзВК включає перший попередній підсилювач (ППП) на транзисторі VT1 і резисторах R1 і R2, другий попередній підсилювач (ДПП) на транзисторі VT2 і резисторах R3 і R4, перший VT3 і другий VT4 вихідні ключі. На базу VT1 подається сигнал «заряд АБ», а на базу VT2 подається сигнал «Імпульсний стабілізатор напруги» («ІСН»), причому в колекторні ланцюги VT1 і VT2 включені відповідно дільники напруги на резисторах R1, R2 і R3, R4. Базові ланцюги вихідних ключей VT3, VT4 підключені до середніх точок відповідних резисторних дільників напруги R1, R2 і R3, R4. Емітер першого вихідного ключа підключений до входу «ІСН», а колектор другого вихідного ключа через діод, що розв'язує, подає «+» СБ на силовий ключ БК. Пристрій порівняння (ПП), виконано на компараторі DA1, прямій вхід якого через дільник на резисторі R7 і стабілітроні VD1 підключений до «+» АБ, а інверсний вхід компаратора DA1 через дільник напруги на резисторах R5 і R6 підключений в «+» СБ, при цьому вихід DA1 підключений до керуючого входу БК. БК виконаний на чотирьох транзисторах VT5VT8, логічному інверторі DD1 і чотирьох розв'язуючих діодах VD2-VD5. Керуючий вхід БК підключений до виходу компаратора DA1, сигнал з якого надходить на базу першого керуючого транзистора VT6, колектор якого з'єднаний з базою першого комутатора VT5, що підключає «+» ІСН через діод, що розв'язує, VD4 до навантаження (умовно не показано). Сигнал з виходу компаратора ПП через логічний інвертор DD1 надходить також і на базу другого керуючого транзистора VT7, колектор якого з'єднаний з базою другого комутатора на транзисторі VT8, що підключає «+» СБ або АБ через діод, що розв'язує, VD5 до навантаження (умовно не показано). Пристрій, що заявляється, працює в такий спосіб. Напруга від СБ подається через ключові транзистори - перший VT3 і другий VT4 вихідні ключі БППзВК - на зарядку акумуляторної батареї (АБ) або на включення імпульсного стабілізатора напруги (ІСН). Пороговий пристрій на компараторі DA1 здійснює керування комутацією включення навантаження від СБ через ІСН або від АБ. Робота порогового пристрою полягає в наступному: на інверсний вхід компаратора DA1 надходить напругу від СБ через дільник напруги на резисторах R5 і R6, а на прямий вхід подається стабільна напруга з параметричного стабілізатора напруги на стабілітроні VD1 і резисторі R7. Коли напруга на АБ нижче 24 В, напруга від СБ надходить на заряд АБ. При досягненні напруги на АБ 24В, вихідний сигнал з компаратора DA1 надходить на базу першого керуючого транзистора VT6, колектор якого з'єднаний з базою першого комутатора VT5, що підключає «+» ІСН через діод, що розв'язує, VD4 до навантаження (умовно не показано). При цьому сигнал з виходу компаратора ПП через ло 7 45368 гічний інвертор DD1 надходить також і на базу другого керуючого транзистора VT7, колектор якого з'єднаний з базою другого комутатора на транзисторі VT8, що у цьому випадку відключає «+» СБ або АБ від навантаження (умовно не показано). Таким чином, навантаження живиться стабільною напругою від ІСН. У вечерній час доби, коли АБ повністю заряджена, а на виході СБ напруга мала або відсутня, на виході компаратора DA1 є присутнім «0». Цей сигнал через логічний інвертор DD1 надходить на базу другого керуючого транзистора VT7, колектор Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 8 якого з'єднаний з базою другого комутатора на транзисторі VT8, що відкривається й підключає «+» АБ до навантаження (умовно не показано). Таким чином, у цьому випадку навантаження (умовно не показане) живиться напругою від АБ. На підставі всього вищевикладеного можна зробити вивід, що технічна задача, поставлена в дійсній корисній моделі - розробка нової схемотехніки модуля керування комутатором навантажень сонячних батарей - виконана з досягненням технічного результату - спрощення схемотехніки пристрою. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601