關(guān)于太陽(yáng)能電池陣模擬器的設計

　　據此，太陽(yáng)能電池的I-V 方程可簡(jiǎn)化為：

　　在最大功率點(diǎn)時(shí)，U=Um，I=Im，可得：

　　由于在常溫條件下exp[Um/（C2Uoc）]）1，因此可忽略式中的“- 1”項，解出：

　　注意到開(kāi)路狀態(tài)下，當I=0 時(shí)，U=Uoc，于是有：

　　可見(jiàn)，該模型只需輸入太陽(yáng)電池通常的技術(shù)參數Isc，Uoc，Im，Um，即可求出C1 和C2。從Isc，Uoc，Im，Um的變化中可體現出光照強度和電池溫度的變化。工程應用中可通過(guò)實(shí)測曲線(xiàn)來(lái)設置這4 個(gè)參數，亦可通過(guò)近似的函數來(lái)描述這組參數的變化。通?？山普J為Isc，Uoc 分別隨溫度和光照強度呈線(xiàn)性變化。

　　3 太陽(yáng)能電池陣模擬器的設計

　　3.1 總體結構

　　太陽(yáng)陣模擬器本質(zhì)上是一個(gè)電源，其輸出端的I-U 特性曲線(xiàn)能夠模擬太陽(yáng)電池的I-U 曲線(xiàn)特性。模擬器帶有與計算機接口，可根據計算機給定的太陽(yáng)電池陣特征參數進(jìn)行設定。

　　為了較真實(shí)地模擬實(shí)際電源系統，并使仿真系統具備測試功能，太陽(yáng)陣模擬器要以太陽(yáng)能電池電路為基本單位，以多個(gè)模塊并聯(lián)的形式構成。對于衛星電源系統，一般每個(gè)衛星擁有兩個(gè)太陽(yáng)翼，每個(gè)太陽(yáng)翼有多個(gè)同種或不同種太陽(yáng)能電池陣列并聯(lián)構成，同時(shí)由于輸出調節的需要，每個(gè)支路模塊還分為上、下兩段。因此，模擬器的設計應以每個(gè)分段為模塊，通過(guò)多個(gè)模塊的串并聯(lián)實(shí)現對衛星電源陣的模擬。圖4示出太陽(yáng)電池模擬器的系統框圖。

　　每個(gè)支路由兩個(gè)模擬器模塊組成，上段和下段之間接分流調節器，每個(gè)支路通過(guò)隔離二極管接到直流母線(xiàn)上。要求每個(gè)模塊的狀態(tài)可以單獨設置，以模擬電池陣光照不均勻的狀態(tài)以及某些支路出現故障的狀態(tài)；同時(shí)還可以快速更新所有支路的工作條件，以便在環(huán)境變化時(shí)進(jìn)行快速模擬。

　　3.2 I-U 特性曲線(xiàn)生成模塊

　　圖5示出設計每個(gè)模塊的結構。

　　考慮到實(shí)際工作環(huán)境可能比較惡劣，且溫度和日照條件均變化較快，因此采用模擬器件來(lái)實(shí)現曲線(xiàn)的生成電路，以加快響應速度。通過(guò)高精度D/A將接收到的數字參數給定轉換為模擬值給定。