专利名称：太阳能通信电池方阵自动跟踪太阳光装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制太阳电池方阵自动地跟踪太阳光的一种机电组合装置。
太阳电池是一种将光能直接转换成电能的半导体器件。
太阳能通信电池电源，由太阳电池组合方阵，镉镍蓄电池组和电子控制装置(测定回路，充电控制回路和定电压回路)等组成。
目前，在太阳能通信电源的应用当中，驱动电池方阵跟随太阳光偏转装置的动力源仍为普通的力矩电机MT，由于采用的是力矩电机，其存在着高转速，高能耗，不易控制，驱动电池方阵跟踪太阳光偏转误差较大等缺陷。而且该装置还要增设一系列复杂的减速和传动机构。所以该装置在太阳能电源这种新的能源组成当中，已显露出它的不足。
本实用新型的目的就是提供一种以步进电机为驱动源的太阳能通信电池方阵自动跟踪太阳光的装置。
步进电机是一种将脉冲信号转换成角位移的控制电机，它每接收一个电脉冲就转过一定的角度，如1.5度或0.75度，叫做步距，当送往步进电机的脉冲一个接一个地输入时，步进电机一步一步地转动。输入脉冲频率的高低，决定其转速的快慢，转过的总角位移和输入的脉冲总累计数相对应。
应该指出，该实用新型所述的步进电机是超低速运转的。本实用新型由于采用的是以超低速运转的步进电机，所以能耗低，易控制，跟踪准确，而且该装置无需复杂的减速和传动等机构。
本实用新型的结构由以下附图及实施例给出
图1是该装置的步进电机驱动电路图。
图2是控制步进电机驱动电路启动的光控延时开关电路图。
图3是该装置的机械结构示意图。
图4是该装置的K方向示意图。
以下结合附图详细说明依据本实用新型提出的太阳能通信电池方阵自动跟踪太阳光装置的具体结构及工作细节。
图1是该装置的步进电机驱动电路，该电路由I、II两个单元组成。
第一单元由环形振荡器和波形变换器两部份组成。用四个CMOS集成电路反相门1-4和电容C1，电位器RW1构成环形振荡器。改变C1和RW1的数值，即可改变它的振荡频率。J210是一个单稳态触发器。其作用是把环形振荡器产生的方波信号进行压缩和整形，C2、R1决定暂稳态的时间t1，经过波形变换后的方波脉冲信号送到第II单元。
第II单元包括一个CMOS集成电路“步进电机脉冲分配器”CH250和三个完全相同的晶体管驱动电路，脉冲分配器是专为三相步进电机脉冲控制而设计的接口电路。通过这块集成电路，使步进电机A、B、C三个绕组按一定次序循环通电，它的三个输出端连接三组功率驱动电路，步进电机的三个绕组作为驱动电路的负载。
图2是控制步进电机驱动电路启动的光控延时开关电路，其工作原理光敏二极管D安装在太阳电池组合板(方阵)平面上的一个位置上，当太阳电池方阵受到阳光照射时，光敏二极管D也接受的光很强，D内阻很低，所以三极管BG1基、射极电位处于反偏而截止，继电器J处于释放状态，其触点断开，步进电机驱动电路不工作，太阳电池方阵进行着光能转换成电能的状态。一旦太阳电池方阵偏离阳光照射时，光敏二极管D接受的光很弱，D内阻很高，三极管BG1基、射极电位得到正偏而导通，三极管BG2也跟随着导通，BG2的集电极电流流过继电器J，使之吸合，继电器J的触点接通步进电机驱动电路的电源，电路工作，步进电机带动太阳电池方阵自东向西方向慢速偏转，直到阳光照射到该电池方阵时为止。
为了使电池方阵在刚接受到阳光照射时仍继续偏转一定角度，以减少步进电机在驱动太阳电池方阵由东向西方向180度偏转中的启动频次，降低能耗，特在该电路中三极管BG1的集电极上并联一只电容C1，使电路达到延时功能，它的延时工作过程是这样的三极管BG1导通后，其集电极电流一部份通过电阻R3注入到三极管BG2的基极，另一部份向电容C1充电，在C1上充得上负下正的电压，当步进电机驱动太阳电池方阵由东向西方向偏转而刚接受到阳光照射时，同时光敏二极管D也接受到阳光的照射，其内阻降低，三极管BG1由导通变截止，而此时电容C1上充得的电压仍向三极管BG2的基极提供短时间的正向偏压以维持其导通，步进电机继续慢速转动。当带动太阳电池方阵转过一定角度时，电容C1上的电荷放泄完毕，三极管BG2的基极失去正偏截止，继电器J触点断开，步进电机停转，从而达到减少步进电机的启动频次。
图3是该装置的机械结构示意图。
该装置由太阳电池组合板(方阵)(1)太阳电池组合板托架(10)传动控制箱(5)和座架(6)构成，在传动控制箱(5)内设置有步进电机(4)主动齿轮(3)从动齿轮(9)传动轴(8)和轴承(7)。在传动轴(8)和太阳电池组合板托架(10)的连接处设置有太阳电池组合板(方阵)仰角手动调节旋钮(2)。
它的工作过程是这样的从CMOS集成电路“步进电机脉冲分配器”CH250的三个输出端A、B、C输出的环形脉冲经功率驱动后推动步进电机(4)，步进电机(4)上的主动齿轮(3)带动与之相啮合的从动齿轮(9)，从动齿轮(9)又带动传动轴(8)从而使传动轴(8)上的太阳电池组合板(方阵)(1)发生偏转。
传动轴(8)的另外一个作用是用来平衡电池方阵的自重对传动轴的力矩，以减小步进电机的负载，降低能耗。步进电机驱动电路的线路板可以安装在传动控制箱(5)内。
附图中主动齿轮(3)的直径要比与之相啮合的从动齿轮(9)的直径小，其目的是改变它们之间的传速比以减轻步进电机的启动负载。
权利要求一种太阳能通信电池方阵自动跟踪太阳光装置由步进电机驱动电路，光控延时开关电路和机械传动部份所组成，其中光控延时开关电路中的继电器J的触点连接步进电机驱动电路，中的开启电源VDO，步进电机驱动电路中的三组功率驱动晶体管的集电极分别连接于步进电机的三个绕组LA、LB、LC，机械传动部份由太阳电池组合板(方阵)(1)太阳电池组合板托架(10)传动控制箱(5)和座架(6)构成，在传动控制箱(5)内设置有主动齿轮(3)从动齿轮(9)传动轴(8)和轴承(7)，在传动轴(8)和太阳电池组合板托架(10)的连接处设置有太阳电池组合板(方阵)仰角手动调节旋钮(2)，该装置的特征是在传动控制箱(5)内设置有步进电机(4)。
专利摘要太阳能通信电池方阵自动跟踪太阳光装置。该装置由步进电机驱动电路(
图1),光控延时开关电路(图2)和太阳电池组合板(方阵)(1)太阳电池组合板仰角调节旋钮(2)主动齿轮(3)步进电机(4)传动控制箱(5)座架(6)轴承(7)传动轴(8)从动齿轮(9)和太阳电池组合板托架(10)构成。从CMOS集成电路“步进电机脉冲分配器”CH250的三个输出端A、B、C输出的环形脉冲经功率驱动后推动步进电机(4),步进电机(4)上的主动齿轮(3)带动与之相啮合的从动齿轮(9),从动齿轮(9)又带动传动轴(8)从而使传动轴(8)上的太阳电池组合板(方阵)(1)跟踪太阳光偏转。
文档编号F24J2/38GK2386397SQ9824462
公开日2000年7月5日 申请日期1998年10月31日 优先权日1998年10月31日
发明者华文胜 申请人:华文胜