Розрахунок схеми електронного навантаження для тестування низьковольтних джерел
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2022-2-4Ключові слова:
електронне навантаження, MOSFET, сонячні елементи, системи тестування, автоматизаціяАнотація
Мета роботи. Впровадження електронного навантаження для випробування високоточних низьковольтних джерел (сонячних батарей) вимагає ретельного перегляду не тільки схемотехнічної конструкції, а й теплотехнічної та механічної конструкції. У статті розглядається принцип створення та розрахунку оптимального рішення для реалізації електронного навантаження.
Методологія. Для досягнення мети використовуються методи аналіза сучасної електронної бази, розрахунки основних фізичних та електричних параметрів та їх моделювання.
Висновки. На основі розглянутих фізико-схемних рішень для реалізації електронного блоку навантаження була розроблена відповідна електрична схема. Транзистори керуються чотирма уніполярними операційними підсилювачами, інтегрованими в мікросхему LM324. Управління електронним блоком навантаження реалізується шляхом управління напругою на клемах позитивного зворотного зв'язку, яка додатково стабілізується мікросхемою TL431. Пристрій живиться від джерела постійного стабілізованого струму напругою 12 В (забезпечує додаткову фільтрацію від коливань напруги).
Оригінальність. Сучасні досягнення у розробці сонячних елементів та інших низьковольтних джерел енергії призвели до необхідності створення компактних та експресних систем їх тестування, котрі не можна реалізувати на існуючих рішеннях.
Практичне значення. Дотримання показань і принципів, які викладені в цій статті, забезпечить навантаженню можливість працювати на великій потужності, і при цьому зберегти хороші характеристики і надійність. Розроблена схема дозволяє створити компасний пристрій експресного тестування сонячних батарей.
Посилання
Mazumder, G.C., Biswas, P.R., Shams, N., et. al. (2016). Development of a computerized I-V-tracing system for solar PV module testing. International Jjournalof Scientific & Technology Research, 5, 6, 328-333. 10.11591/ijece.v11i3.pp2011-2018.
Beye, M.L., Wickramasinghe, T., Mogniotte, J.F., et. al. (2018). Active Gate Driver and Management of the Switching Speed of GaN Transistors during Turn-On and Turn-Off. Electronics, 10, 2, 106-119. 10.3390/electronics10020106.
Nel, G., Doorsamy, W. (2018). Development of an Intelligent Electronic Load Controller for Stand-Alone Micro-Hydropower Systems. 2018 IEEE PES/IAS PowerAfrica, 18202117. 10.1109/PowerAfrica.2018.8521133.
Ichino, S., Mawaki, T., Teramoto, A., et. al. (2017). Analysis of Random Telegraph Noise Behaviors to-ward Changes of Source Follower Transistor Opera-tion Conditions using High Accuracy Array Test Cir-cuit. IEICE Tech. Rep., 117, 260, 57-62.
Zaitsev, R.V., Kirichenko, M.V., Khrypunov, G.S., Prokopenko, D.S., Zaitseva, L.V. (2017). Develop-ment of hybrid solar generating module for high-efficiency solar energy station. First Ukraine Conference onElectricaland Computer Engineering, 360-364. 10.1109/UKRCON.2017.8100510.
Scherback,Ya.V., Plakhtiy, O.A., Nerubatskiy, V.P. (2017). Control characteristics of active four-quadrant converter in rectifier and recovery mode. TechnicalElectrodynamics, 6, 26-31. 10.15407/techned2017.06.026.
Tsibizov, A., Kovačević-Badstübner, I., Kakarla, B., et. al. (2020). Accurate Temperature Estimation of SiC Power Mosfets Under Extreme Operating Conditions. IEEE Transactionson Power Electronics, 35, 2, 1855-1865. 10.1109/TPEL.2019.2917221.
Eremenko, V.V., Sirenko, V.A., Gospodarev, I.A. (2017). Electron and phonon states localized near the graphene boundary. LowTemp. Phys., 43, 11, 1323-1331. 10.1063/1.5010320.
Zaitsev, R.V., Kopach, V.R., Kirichenko, M.V., et. al. (2010). Single-crystal silicon solar cell efficiency in-crease in magnetic field. FunctionalMaterials, 17, 4, 554-557.
Eremenko, V.V., Sirenko, V.A., Gospodarev, I.A., et. al. (2018). Electron spectra of graphene with local and extended defects. Journal ofPhysics: Conference Series, 969, 1, 012021. 10.1088/1742-6596/969/1/012021.
Kirichenko, M.V., Zaitsev, R.V., Dobrozhan, A.I., et. al. (2017). Adopting of DC magnetron sputtering method for preparing semiconductor films. 2017 IEEE International Young Scientists Forum on Ap-plied Physics and Engineering, 108-111.
Khrypunov, G.S., Kopach, G.I., Zaitsev, R.V., et. al. (2017). Flexible solar cells are based on underlying layers of CdTe obtained by magnetron sputtering. Journal ofNano- and Electronic Physics, 9, 2, 02008-1-02008-5. 10.21272/jnep.9(2).02008.
Taur, Y., Lin, H.-H. (2018). Modeling of DG MOSFET I – V Characteristics in the Saturation Re-gion. IEEE Transactionson Electron Devices, 65, 5, 1714-1720. 10.1109/TED.2018.2818943.
Bin Mohd Yusof, M.A., Tsukiji, N., Kobori, Y., et. al. (2018). A Study on Loop Gain Measurement Method Using Output Impedances in Operational Amplifier. J. Tech. Soc. Sci., 2, 3, 19-28. 10.1587/transcom.2017EBP3358.
Altun, M., Kuntman, H. (2008). Design of a fully differential current mode operational amplifier with improved input–output impedances and its filter ap-plications. International Journal of Electronics and Communications, 62, 3, 239-244. 10.1016/j.aeue.2007.03.020.
Khera, N., Tiwari, S. (2016). Prognostics of Power MOSFET due to unclamped inductive switching. 2016 IEEE 1st International Conference on Power Electronics, Intelligent Control and Energy Systems, 16672709. 10.1109/ICPEICES.2016.7853316.
Irving, B.T.,Panov, Y., Jovanovic, M.M. (2003). Small-signal model of variable-frequency flyback converter. Eighteenth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, 7845817. 10.1109/APEC.2003.1179335
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 R.V. Zaitsev, M.V. Kirichenko, K.O. Minakova, R.S. Tomashevskii, V.O. Nikitin, M.M. Kharchenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
