專利名稱：一種應用于太陽方位跟蹤的控制電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種智能控制技術，特別地，涉及一種應用于太陽方位跟蹤的 控制電路。
背景技術：
目前太陽光方位跟蹤控制器主要以電控為主，早先純機械式跟蹤方式由于 精度低、機構(gòu)復雜、靈活性差等因素基本已停止應用。采用電控方式的太陽光 方位跟蹤控制器，從原理上看有兩類， 一種是時鐘跟蹤方式，另一種是傳感器 跟蹤方式。采用時鐘跟蹤方式大都采用極軸機構(gòu)，線性跟蹤，如天文觀測儀器 等，但會存在累積偏差，需要人工修正；當使用在其它跟蹤機構(gòu)上，由于為非 線性跟蹤，控制器多半采用工控機，算法也較復雜，成本會很高；采用傳感器 跟蹤，目前成品太陽光方位傳感器尚未見報道，均停留在原理研究上，使用者 通常是選擇一些光敏感器件進行開發(fā)、研制，有關溫度及光強變化對跟蹤精度 影響未見報道； 一些跟蹤精度要求很高的太陽能聚光發(fā)電系統(tǒng)，控制器做的非 常復雜，通常采用時鐘跟蹤與傳感器跟蹤相結(jié)合的控制方式，成本高功耗大， 不適合普通光伏電板向陽跟蹤控制。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種應用于太陽方位跟蹤的 控制電路，使光伏電池板向陽跟蹤，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)效率；本發(fā)明功耗低、 體積小、成本低、使用方便、性能穩(wěn)定可靠。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的 一種應用于太陽方位跟蹤的 控制電路，它主要由光電池B1 B6、電阻R1 R6、兩個對稱雙減法放大器4、 12、四個比較器5、 6、 9、 10，兩個電機7、 8和減法放大器11組成；其中，所 述B1 B6的負極均接地；B 1的正極通過信號線連接到對稱雙減法放大器4的說明書第2/4頁m輸入端，B 2的正極通過信號線連接到對稱雙減法放大器4的n輸入端，Rl的 一端直接連接到對稱雙減法放大器4的m輸入端，另一端接地；R2的一端直接 連接到對稱雙減法放大器4的n輸入端，另一端接地；B 3的正極通過信號線連 接到對稱雙減法放大器12的m輸入端，B4的正極通過信號線連接到對稱雙減 法放大器12的n輸入端，電阻R3的一端直接連接到對稱雙減法放大器12的m 輸入端，另一端接地；R4的一端直接連接到對稱雙減法放大器12的n輸入端， 另一端接地；B5的正極通過信號線連接到減法放大器11的p輸入端，B6的 正極通過信號線連接到減法放大器11的o輸入端，R5的一端直接連接到減法放 大器11的o輸入端，另一端接地，R6的一端直接連接到減法放大器11的p輸入 端，另一端接地；對稱雙減法放大器4中Al放大器的輸出連接到比較器6的正 相輸入端，對稱雙減法放大器4中A2放大器的輸出連接到比較器5的正相輸入 端，對稱雙減法放大器12中Al放大器的輸出連接到比較器9的正相輸入端， 對稱雙減法放大器12中A2放大器的輸出連接到比較器10的正相輸入端；減法 放大器11的輸出端分別與比較器5、 6、 9、 IO的反相輸入端相連。比較器5和 比較器6的輸出分別與電機7相連，比較器9和比較器10的輸出分別與電機8 相連。本發(fā)明的有益效果是1、 體積小、成本低、性能可靠，使用方便。2、 控制電路采用全運放硬件電路，穩(wěn)定性高。3、 太陽光方位檢測采用光強、溫度補償思想，提高了傳感器的穩(wěn)定性、靈敏度。


圖1是本發(fā)明的應用于太陽方位跟蹤的控制電路的傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；其 中，(a)為主視圖，(b)為俯視圖。 圖2是減法放大器電路圖；圖3是對稱雙減法放大器電路圖；圖4是本發(fā)明的應用于太陽方位跟蹤的控制電路的電路示意框圖。 圖中，主傳感器l，硬質(zhì)導線2，副傳感器3,對稱雙減法放大器4、 12， 比較器5、 6、 9、 10，電機7、 8，減法放大器ll。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。如圖1所示，主傳感器1由焊接在一塊PCB板的上5塊光電池B1 B5組成， 其中，B1 B4光電池圍成棱臺狀，B1光電池與B2光電池夾角范圍為0 90。， B3光電池與B4光電池夾角范圍也為0 90。 ， P5光電池位于棱臺的頂部，Bl B5的感光面均朝外。主傳感器1用于太陽光線方位的傳感，副傳感器3由光電 池B6焊接在另一塊PCB板的中央組成，副傳感器3用于光強、溫度補償作用。 主傳感器1和副傳感器3通過硬質(zhì)導線2連接組成太陽光線方位傳感系統(tǒng)，太 陽光線方位傳感系統(tǒng)安裝在需實現(xiàn)向陽跟蹤的設備上并隨設備一起轉(zhuǎn)動。主傳感器l在上方，副傳感器3在下方，為不影響副傳感器3接收環(huán)境漫 反射光強，主傳感器1副傳感器3兩者的間距不小于主傳感器1 PCB板寬度的 1/2;在正常工作時主傳感器1僅將副傳感器3上方的直射光擋住。如圖2所示，本發(fā)明的減法放大器11主要由電阻R7 R10和運算放大器A 組成；R7的一端與光電池B6正極相連，另一端與運算放大器A反相輸入端相連； R8的一端與運算放大器A反相輸入端相連，另一端與運算放大器A的輸出端相 連；R9的一端與光電池B5正極相連，另一端與運算放大器A正相輸入端相連； R10的一端與運算放大器A正相輸入端相連，另一端接地。B5給出的信號包括 直射光強和漫射光強，B6給出的信號僅為漫射光強，通過減法放大器ll運算， 輸出僅為直射光強分量，系統(tǒng)中作補償信號用。如圖3所示，本發(fā)明的對稱雙減法放大器4、 12主要由電阻R12 R19和運 算放大器Al、 A2組成；R12與R17的一端相連，作為光強比較信號的一個輸入 端m， R14與R18的一端相連，作為光強比較信號的另一個輸入端n, R12的另 一端與運算放大器Al的反相輸入端相連，R13的一端與運算放大器A1反相輸入 端相連，另一端與運算放大器A1的輸出端相連；R18的另一端與運算放大器A2 的反相輸入端相連；R19的一端與運算放大器A2反相輸入端相連，另一端與運 算放大器A2的輸出端相連；R14的另一端與運算放大器Al的正相輸入端相連， R17的另一端與運算放大器A2的正相輸入端相連；R15 —端接運算放大器A1的 正相輸入端，另一端接地；R16 —端接運算放大器A2的正相輸入端，另一端也 接地。當m輸入端信號大于n輸入端信號Al輸出方位信號，A2信號輸出為零； 當m輸入端信號小于n輸入端信號A2輸出方位信號，Al信號輸出為零。圖4示出了本發(fā)明的應用于太陽方位跟蹤的控制電路的電路示意框圖，太陽光線方位傳感系統(tǒng)B1 B6光電池通過7芯信號電線與控制電路相連，其中6 根為信號線， 一根為信號接地線。B1 B6光電池的負極與控制電路的信號接地連接；Bl的正極通過信號線 連接到對稱雙減法放大器4的m輸入端，B 2的正極通過信號線連接到對稱雙減 法放大器4的n輸入端，Rl的一端直接連接到對稱雙減法放大器4的m輸入端， 另一端接地；R2的一端直接連接到對稱雙減法放大器4的n輸入端，另一端接 地，B3的正極通過信號線連接到對稱雙減法放大器12的m輸入端，B4的正 極通過信號線連接到對稱雙減法放大器12的n輸入端，R3的一端直接連接到對 稱雙減法放大器12的m輸入端，另一端接地；R4的一端直接連接到對稱雙減法 放大器12的n輸入端，另一端接地；B5的正極通過信號線連接到減法放大器 11的P輸入端，B 6的正極通過信號線連接到減法放大器11的o輸入端，R5的 一端直接連接到減法放大器11的o輸入端，另一端接地，R6的一端直接連接到 減法放大器11的p輸入端，另一端接地；對稱雙減法放大器4中Al放大器的輸 出連接到比較器6的正相輸入端，對稱雙減法放大器4中A2放大器的輸出連接 到比較器5的正相輸入端，對稱雙減法放大器12中Al放大器的輸出連接到比 較器9的正相輸入端，對稱雙減法放大器12中A2放大器的輸出連接到比較器 IO的正相輸入端；減法放大器ll的輸出端分別與比較器5、 6、 9、 IO的反相輸入端相連，實現(xiàn)溫度和光強參量的補償，降低溫度及光強變化引發(fā)的光線方位 跟蹤誤差。比較器5、比較器6的輸出決定X軸方位的電機7的跟蹤狀態(tài)，比較 器9、比較器10的輸出決定Y軸方位電機8的跟蹤狀態(tài)，比較器5輸出高電位 比較器6輸出低電位電機7正轉(zhuǎn)，比較器5輸出低電位比較器6輸出高電位電 機7反轉(zhuǎn)，比較器5比較器6均輸出高電位或低電位電機7不轉(zhuǎn)；Y軸方位的電 機8的工作原理與X軸方位電機7相同，不再重復。電機7、 8均為內(nèi)含驅(qū)動的控制電機，有關電機驅(qū)動電路，相關專業(yè)人員均 可解決，不再說明。上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的 精神和權利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā) 明的保護范圍。
權利要求
1.一種應用于太陽方位跟蹤的控制電路，其特征在于，它主要由光電池B1～B6、電阻R1～R6、兩個對稱雙減法放大器(4、12)，四個比較器(5、6、9、10)、兩個電機(7、8)和減法放大器(11)組成。其中，所述B1～B6的負極均接地。B1的正極通過信號線連接到對稱雙減法放大器(4)的m輸入端，B 2的正極通過信號線連接到對稱雙減法放大器(4)的n輸入端，R1的一端直接連接到對稱雙減法放大器(4)的m輸入端，另一端接地。R2的一端直接連接到對稱雙減法放大器(4)的n輸入端，另一端接地。B3的正極通過信號線連接到對稱雙減法放大器(12)的m輸入端，B4的正極通過信號線連接到對稱雙減法放大器(12)的n輸入端，電阻R3的一端直接連接到對稱雙減法放大器(12)的m輸入端，另一端接地。R4的一端直接連接到對稱雙減法放大器(12)的n輸入端，另一端接地。B5的正極通過信號線連接到減法放大器(11)的p輸入端，B6的正極通過信號線連接到減法放大器(11)的o輸入端，R5的一端直接連接到減法放大器11的o輸入端，另一端接地，R6的一端直接連接到減法放大器(11)的p輸入端，另一端接地。對稱雙減法放大器(4)中A1放大器的輸出連接到比較器(6)的正相輸入端，對稱雙減法放大器(4)中A2放大器的輸出連接到比較器(5)的正相輸入端，對稱雙減法放大器(12)中A1放大器的輸出連接到比較器(9)的正相輸入端，對稱雙減法放大器(12)中A2放大器的輸出連接到比較器(10)的正相輸入端。減法放大器(11)的輸出端分別與比較器(5、6、9、10)的反相輸入端相連。比較器(5)和比較器(6)的輸出分別與電機(7)相連，比較器(9)和比較器(10)的輸出分別與電機(8)相連。
2. 根據(jù)權利要求1所述的應用于太陽方位跟蹤的控制電路，其特征在于，所述 減法放大器(11)主要由電阻R7 R10和運算放大器A組成；R7的一端作為 減法放大器(11)的o輸入端，另一端與運算放大器A的反相輸入端相連； R8的一端與運算放大器A反相輸入端相連，另一端與運算放大器A的輸出端 相連；R9的一端作為減法放大器(11)的p輸入端，另一端與運算放大器A 的正相輸入端相連；R10的一端與運算放大器A正相輸入端相連，另一端接 地。
3. 根據(jù)權利要求1所述的應用于太陽方位跟蹤的控制電路，其特征在于，所述 對稱雙減法放大器(4、 12)主要由電阻R12 R19和運算放大器Al、 A2組成； R12與R17的一端相連，作為雙減法放大器(4、 12)的m輸入端，R14與R18的一端相連，作為雙減法放大器(4、 12)的的n輸入端；R12的另一端與運 算放大器A1的反相輸入端相連，R13的一端與運算放大器A1的反相輸入端 相連，另一端與運算放大器A1的輸出端相連；R18的另一端與運算放大器A2 的反相輸入端相連；R19的一端與運算放大器A2的反相輸入端相連，另一端 與運算放大器A2的輸出端相連；R14的另一端與運算放大器Al的正相輸入 端相連，R17的另一端與運算放大器A2的正相輸入端相連；R15—端接運算 放大器A1的正相輸入端，另一端接地；R16 —端接運算放大器A2的正相輸 入端，另一端也接地。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應用于太陽方位跟蹤的控制電路，它主要由光電池B1～B6、電阻R1～R6、兩個對稱雙減法放大器、四個比較器、兩個電機和減法放大器組成。本發(fā)明體積小，成本低，性能可靠，使用方便；采用全運放硬件電路，穩(wěn)定性高；太陽光方位檢測采用光強、溫度補償，提高了傳感器的穩(wěn)定性和靈敏度。
文檔編號G01J1/44GK101276224SQ20081006143
公開日2008年10月1日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權日2008年4月30日
發(fā)明者潘玉良 申請人:杭州電子科技大學