專利名稱：太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能利用技術(shù)，具體涉及太陽(yáng)能系統(tǒng)中電路系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，維持長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。這之中太陽(yáng)能以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)而成為人們重視的焦點(diǎn)。但是，由于太陽(yáng)能的能量密度小，光照過(guò)程不連續(xù)，使太陽(yáng)能的利用有著間歇性、光照方向和強(qiáng)度隨時(shí)間不斷變化的問(wèn)題，由此對(duì)太陽(yáng)能的收集和利用提出了更高的要求，阻礙了太陽(yáng)能的廣泛性和普適性應(yīng)用。以太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)為例，目前大型光伏電站的設(shè)計(jì)，特別是在國(guó)內(nèi)，很多太陽(yáng)能電池板陣列基本上都是固定的，存在余弦效應(yīng)的影響，無(wú)法保證太陽(yáng)光的垂直照射，光伏電池不能充分利用太陽(yáng)能資源，使其發(fā)電效率低下。研究表明跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用到平板光伏發(fā)電陣列，可以比固定模式提高33%的效率，課件采用跟蹤系統(tǒng)雖增加了建設(shè)成本但獲得的效益是相當(dāng)可觀的。尤其對(duì)聚光發(fā)電和集熱類的系統(tǒng)，為了降低系統(tǒng)成本或者獲得中高溫?zé)崂貌捎酶櫦夹g(shù)是勢(shì)在必行的，因此，研究太陽(yáng)跟蹤技術(shù)是有重要意義的。國(guó)內(nèi)外，太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)跟蹤太陽(yáng)的方法很多，基本上可以分為兩類一類是實(shí)時(shí)的探測(cè)太陽(yáng)對(duì)地位置，控制對(duì)日角度的被動(dòng)式跟蹤；另一類是根據(jù)天文知識(shí)計(jì)算太陽(yáng)位置以跟蹤太陽(yáng)的主動(dòng)式跟蹤。被動(dòng)式跟蹤的典型代表壓差式跟蹤器和光電式跟蹤器； 主動(dòng)式跟蹤的典型代表控放式跟蹤器、時(shí)鐘式跟蹤器和采用計(jì)算機(jī)控制和天文時(shí)間控制的視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤器。以下對(duì)兩種類型中目前主要采用的光電跟蹤方式和視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤方式進(jìn)行比較。本發(fā)明所涉及的被動(dòng)式跟蹤，其原理是太陽(yáng)位置變化時(shí)，太陽(yáng)光照強(qiáng)度的變化引起光電轉(zhuǎn)換器輸出電信號(hào)的改變，這一改變經(jīng)分析、判斷、處理，然后得到一個(gè)結(jié)果用以驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以改變跟蹤位置，使光電轉(zhuǎn)換器達(dá)到平衡，如此往復(fù)。在被動(dòng)式跟蹤系統(tǒng)中，光電轉(zhuǎn)換器是系統(tǒng)是否能準(zhǔn)確跟蹤太陽(yáng)的關(guān)鍵，其中能夠給其提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電源是關(guān)鍵，鑒于此，本發(fā)明提出太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓源電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓源電路，如附

圖1所示，主要包括運(yùn)放運(yùn)算放大器、兩個(gè)三極管、二級(jí)運(yùn)放PMOS管、電阻，其主要特征在于采用電阻R1和&分別與A A2并聯(lián)放在運(yùn)放的輸入端口，拉低1，2兩點(diǎn)電位，進(jìn)一步起到了降低電源電壓的作用。 由于運(yùn)放的鉗位作用，使得V1 = V2 = Veb，因此，在R1 = &的情況下，流過(guò)R1和&的電流相
等/I1 = ^1) 又因?yàn)镸l和M2的電流鏡作用，流過(guò)A和％的電流也相等，流經(jīng)的電流表示
為 J廣 VeB^VeB2.根據(jù) Ml、M2 和 M4 的電流鏡關(guān)系，有Vref =RJI1+12)=^( 21+"^In+)， R0R1 qR0 A1
其中Al和A2分別是％和％的發(fā)射極面積，K是波爾茲蔓常數(shù)，T是溫度，q是電子電量?？芍?，Vkef的值不再是1. 25V，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電阻禮、R1和R3的值來(lái)獲得需要的基準(zhǔn)輸出電壓，從而降低電源電壓，可以使得到電源輸出電壓低于IV的基準(zhǔn)電壓源。本發(fā)明提出的太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓源電路中的電流鏡是模擬集成電路里最基本也是最重要的單元，如附圖2所示，它被廣泛地應(yīng)用于各種電路模塊，電流鏡精度的高低將會(huì)直接影響整個(gè)電路地性能。模擬集成電路經(jīng)常要使用到電流源，而CMOS電路中處在飽和區(qū)的MOS器件就可以當(dāng)作一個(gè)電流源。在設(shè)計(jì)電路時(shí)往往需要復(fù)制某一個(gè)電流源上的電流為其他模塊供電，由于電流鏡可以達(dá)到精確復(fù)制電流的目的，所以得到廣泛的應(yīng)用。盡管它還是會(huì)受到比如工藝，溝道調(diào)制效應(yīng)的影響，但如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，仍可達(dá)到足夠的精度。由于本發(fā)明的基準(zhǔn)源運(yùn)用于低壓環(huán)境，為盡量減小功耗，計(jì)劃電流鏡上的電流小于 IOuA0為減小源漏區(qū)邊緣擴(kuò)散產(chǎn)生的誤差，所有PMOS管都采用完全等長(zhǎng)的柵長(zhǎng)?？紤]到 PMOS中空穴遷移率較小(空穴遷移率為電子的1/2到1/4)，以及有限的電壓裕度，取PMOS 驅(qū)動(dòng)電壓取為200mV比較合適。根據(jù)PMOS管飽和狀態(tài)下的方程
權(quán)利要求
1.太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓源電路，主要包括運(yùn)放運(yùn)算放大器、兩個(gè)三極管、二級(jí)運(yùn)放PMOS管、電阻，其特征在于采用電阻R1和&分別與仏』2并聯(lián)放在運(yùn)放的輸入端口，拉低1，2兩點(diǎn)電位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓源電路，其特征在于所有PMOS 管都采用完全等長(zhǎng)的柵長(zhǎng)。
全文摘要
本發(fā)明提出的太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓源電路，采用電阻R1和R2分別與Q1、Q2并聯(lián)放在運(yùn)放的輸入端口，拉低1，2兩點(diǎn)電位，起到了降低電源電壓的作用。由于運(yùn)放的鉗位作用，使得V1＝V2＝VER，因此，在R1＝R2的情況下，流過(guò)R1和R2電流相等又因?yàn)镸1和M2的電流鏡作用，流過(guò)Q1和Q2的電流也相等，流經(jīng)Q2的電流表示為根據(jù)M1、M2和M4的電流鏡關(guān)系，有其中A1和A2分別是Q1和Q2的發(fā)射極面積，K是波爾茲蔓常數(shù)，T是溫度，q是電子電量?？芍?，VREF的值不再是1.25V，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R0、R1和R3的值來(lái)獲得需要的基準(zhǔn)輸出電壓，從而降低電源電壓，可以使得到電源輸出電壓低于1V的基準(zhǔn)電壓源。
文檔編號(hào)G05F3/26GK102236360SQ201010161469
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者韋軍 申請(qǐng)人:韋軍