Обычно в качестве источника опорного напряжения используется схема на стабилитроне. Однако в нашем случае потребовался бы стабилитрон с предельно низким напряжением стабилизации, желательно ниже 1 В. К сожалению, стабилитроны на такие напряжения либо весьма чувствительны к изменению температуры, либо дороги (обычно и то и другое вместе).

С другой стороны, прямосмещенный кремниевый диод может служить прекрасным низковольтным источником опорного напряжения.

R12 9100м

Примечание; евпротивлвнив 0,03 Ом изготавливается из медноге провода l50 длиной Ю см

Рис. 5

Диод D1, прямое смещение на котором задано резистором RI, определяет диапазон напряжений регулятора, ограничивая напряжение на регулировочном резисторе VRI «калибровка». Опорное напряжение с движка этого потенциометра подается на неинвертирующий вход усилителя.

На инвертирующий вход усилителя через резистор R3 подается напряжение фотоэлектрического преобразователя. Резистором R4 задается величина коэффициента усиления операционного усилителя (в данном случае она составляет 100).

Благодаря своей особенности операционный усилитель пытается Быравнять напряжение на своих инвертирующем и неинвертирую-Щем входах, управляя током, текущим через шунтирующий регулировочный транзистор Q1. Транзистор снижает входное напряжение до такой величины, что оно становится равным напряжению на отводе резистора VRl.Sro напряжение может регулироваться в пределах 0-0,7 В.

Тем не менее реально транзистор не может иметь нулевого сопротивления, которое требуется, чтобы снизить напряжение до нуля. Как бы вы ни старались, на транзисторе сохранится небольшое остаточное напряжение величиной около 150 мВ. Это ограничивает диапазон регулирования в пределах 0,15-0,7 В.

24 Гмва-2.....

Контрольные приборы

Измерение напряжения на солнечном элементе осуществляется вольтметром М\, а тока, протекающего через щунтирующий транзистор,- амперметром М2. Мощность (в ваттах) определяется перемножением показаний обоих приборов.

Вольтметр подключается непосредственно к элементу. Он представляет собой щитовой прибор, рассчитанный на ток 1 мА, с после-довательньм ограничивающим резистором R12, который позволяет индицировать 1 В при отклонении на полную шкалу.

С другой стороны, для измерения тока вместе с амперметром М2 используется операционный усилитель. Схема построена так, что ток эмиттера транзистора Q1 должен протекать через резистор R13. Этот ток соответствует току, генерированному солнечным элементом.

При протекании тока на резисторе R13 создается небольшое падение напряжения. Оно усиливается дифференциальным усилителем, напряжение на инвертирующий и неинвертирующий входы которого подается через резисторы R6 и R7 соответственно.

Величина коэффициента усиления контролируется резисторами R8-R10. Резистор R8 постоянно подключен между выходом и инвертирующим входом. Его сопротивление составляет 3 МОм, а соответствующее значение коэффициента усиления - 300. Когда через резистор R13 протекает ток, равный 100 мА, выходное напряжение усилителя составляет 1 В.

Выходное напряжение дифференциального усилителя измеряется вольтметром, идентичным вольтметру Ml. Этот прибор отградуирован в единицах тока. В нашем случае напряжению 1 В соответствует ток 100 мА.

При подключении параллельно резистору R8 резистора R10 коэффициент усиления уменьшается до 60. В этом случае напряжению 1 В на выходе усилителя соответствует ток 500 мА, протекающий через R13. Таким образом мы расширили диапазон измеряемых токов, охватывающий значения 100-500 мА. Аналогично при параллельном подключении резистора R9 к резистору R8 можно измерять токи в диапазоне О-3 А.

Конструкция тестера

Хотя тестер для проверки солнечных элементов можно изготовить любым способом, настоятельно рекомендую использовать печатный монтаж. Печатная плата показана на рис. 6.

Детали схемы разместите согласно рис. 7 и припаяйте их, соблюдая полярность включения полупроводников. Обратите внимание на то, что шунтирующий транзистор Q1 расположен на фольгирован-ной стороне платы. Транзистор необходимо осторожно привинтить

Земля

Рис. 6

Кблибровка

Переключатель» пределов

Рис. 7

К большой медной площадке, выполняющей роль теплоотвода. При этом изолировать корпус транзистора не требуется.

Идеально резисторы R6 и R7 должны образовать согласованную пару. Однако точные резисторы дороги и их трудно приобрести. Поэтому я рекомендую взять небольшую группу резисторов номиналом 10 кОм и промерить, их с помощью цифрового мультимера.