Brevet FR2086102A1 — publié le 19711231

- 1 - La présente invention concerne un circuit pour simuler les caractéristiques électriques d'un élément solaire à l'aide d'un transistor. Des simulateurs pour éléments solaires sont nécessaires, 5 par exemple, pour faire déjà sur terre des essais avec des unités alimentées en énergie par des éléments solaires lors de missions spatiales dans des conditions qui peuvent se présenter lors de l'utilisttion d'éléments solaires comme source d'énergie. Ainsi, l'objet de l'invention est de fournir un circuit 10 électrique qui simule d'une façon simple les grandeurs électriques de sortie d'un ensemble d'éléments solaires exposés à des intensités de radiation différentes. Cet objet est réalisé par l'invention pour un circuit de la sorte mentionnée plus haut en ce que le transistor est un 15 transistor de puissance à contre-réaction par résistance d'émetteur, qui est connecté ensemble avec le montage en série de résistances, comprenant une résistance d'émetteur, une résistance de collecteur et une résistance connectée entre le collecteur et l'émetteur, comme résistance série dépendant de la tension dans 20 le conducteur de sortie d'une source de tension connectée à un potentiel de référence, en ce qu'une tension de commande simulant l'intensité de radiation peut être appliquée à la base du transistor et qu'on peut dériver de la source de tension branchée de la manière décrite au transistor, les grandeurs électriques de 25 sortie correspondant à celles d'un élément solaire exposé à ladite intensité de radiation. Par ce circuit très simple, comprenant un transistor de puissance unique, il est possible de simuler à l'aide d'une source de tension conventionnelle les nombreuses conditions de ser-30 vice différentes, respectivement les régimes définis par ses caractéristiques, d'un ensemble d'éléments solaires en commandant le transistor è sa base. Conformément à un autre aspect de l'invention la tension de commande peut être appliquée s la base d'un transistor par une 35 première résistance, et une tension de modulation peut être appliquée à la base du transistor par une second résistance, cette tension de modulation correspondant à la rotation de l'élément solaire par rapport a la source de radiation. 71 08588 2086102 - 2 - A l'aide d'une telle tension de modulation additionnelle, qui est appliquée à la base du transistor comme tension de commande additionnelle,il est possible de simuler d'une manière simple par exemple, le spin d'un satellite ou véhicule spatial muni d'éléments solaires, ce spin faisant que les éléments solaires reçoivent des intensités de radiation différentes d'une source de radiation, par exemple le soleil, suivant un ordre temporel donné. Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention^ la source de tension produit une tension continue brutte, sans pauses, dérivée d'une tension alternative polyphasée par redressement. Cette tension continue brutte peut être filtrée et stabilisée par un circuit de réglage en évitant des réservoires capacitifs qui causeraient des constantes de temps. A l'aide d'une telle tension continue filtrée sans condensateur, il est aussi possible de simuler sans difficultés particulières la composante capacitive d'un arrangement d'éléments solaires. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant au dessin annexé, dans lequel : la figure 1 est un schéma de principe d'un transistor de puissance connecté à une source de tension conformément à l'inven-t ion ; la figure 2 représente le comportement courant/tension d'un transistor en forme d'une caractéristique courant/tension résultant de tensions de commande différentes à la base du transistor;et la figure 3 représente les caractéristiques du circuit de l'invention résultant du branchement d'un transistor de puissance suivant les principes de l'invention dans la conduite de sortie d'une source de tension connectée à un potentiel de référence, ces caractéristiques étant identiques avec celles du comportement d'un ensemble d'éléments solaires. Nous référant à la figure 1, trois résistances R2, R3 et R4 connectées en série sont branchées dans la conduite de sortie, connectée à un potentiel de référence, d'une source de tension non représentée fournissant une tension de sortie UQ. Le collecteur d'un transistor T est connecté à la jonction des résistances R2 et R3 et l'émetteur dudit transistor T est relié à la jonction 71 08588 2086102 - 3 - des résistances R3 et R4, la base du transistor étant reliée par une première résistance Rl à une première borne d'entrée El et par une résistance additionnelle R5 à une seconde borne d'entrée E2. Une tension Us, correspondant à la tension de sortie d'un élément solaire, peut être dérivée entre la conduite de sortie connectée au potentiel de référence de la source de tension produisant la tension Uo et la borne de la résistance R2 qui n'est pas reliée au collecteur du transistor T. Une tension de commande simulant l'intensité de radiation respective est appliquée à la première borne d'entrée El, tandis que une tension de commande additionnelle de modulation peut être appliquée à la secondeborne d'entrée E2, cette tension additionnelle fournissant une indication sur la rotation de l'ensemble d'éléments solaires par rapport à une source de radiation suivant un rapport temporel donné. La figure 2 représente les caractéristiques courant/tension du transistor branché de la manière indiquée dans la conduite de sortie d'une source de tension, les flèches indiquant les différentes valeurs de résistance du circuit à transistor obtenu par la variation de la tension de commande appliquée à la base du transistor, ces résitances déterminant ainsi la chute de tension par laquelle la tension Uo, produite par la source de tension, est diminuée. A l'aide du tracé de caractéristiques représenté dans la figure 3, on peut reconnaître comment le réseau de caractéristiques représenté dans la figure 2 est inversé par le branchement du circuit transistorisé dans la conduite de sortie connecté au potentiel de référence d'une source de tension, de sorte qu'il représente finalement la portion de la caractéristique, rais en évidence par traits gras qui correspond exactement aux caractéristiques d'un ensemble d'éléments solaires. On peut reconnaître que les valeurs courant/tension pouvant être dérivées à la sortie du circuit représenté dans la figure 1, ont la même allure non-linéaire que les caractéristiques d'un élément solaire. Dans la région de petites tensions dé sortie il existe proportionalité entre l'intensité de radiation et le courant du générateur; avec un accroissement de la tension de sortie l'effet de limitation de l'élément solaire cause une diminution du courant jusqu'au 71 08588 2086102 - 4 - point de marche à vide dans lequel se terminent toutes les caractéristiques pour des intensités de radiation différentes. Dans le réseau de caractéristiques représenté dans la figure 3, différentes caractéristiques en relation avec l'intensité de radiation sont indiquées d'une façon schématique, cette relation étant indiquée par la flèche et la dénomination SI insérée comme paramétra La tension Uo fournie par la source de tension non représentée dans la figure 1 est fournie par un appareil d'alimentation réglé à tension de sortie variable. On part utilement du côté primaire d'une tension alternative triphasée et on produit une tension continue sans pausœpar redressement hexaphasé. Cette tension continue brutte peut être filtrée et stabilisée à l'aide d'un circuit de régulation en évitant des réservoirs capacitifs, qui causeraient une constante de temps. A l'aide d'une telle tension fournie par la source de tension on peut aussi simuler sans difficultés la ccxnposante capacitive d'un ensemble d'éléments solaires .- Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d*être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans ressortir du cadre de l'invention. 71 08588 - 5 - 2086102 REVENDICATIONS 1. Circuit pour simuler les caractéristiques électriques d'un élément solaire à l'aide d'un transistor, caractérisé en ce que le transistor est un transistor de puissance à réaction par résistan- 5 ce d'émetteur, qui est branché ensemble avec la connection en série, comprenant la résistance d'émetteur, une résistance de collecteur et une résistance connectée entre l'émetteur et le collecteur du transistor, comme résistance de série dépendant de la tension dans la conduite de sortie connectée à un potentiel de réfé-10 rence d'une source de tension, qu'une tension de commande simulant l'intensité de radiation est appliquée à la base du transistor et que des valeurs de sortie électriques peuvent être dérivées de la source de tension branchée de manière décrite au transistor correspondant à la tension de sortie d'un élément solaire exposé à 15 ladite intensité de radiation. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension de commande est appliquée à la base du transistor par une première résistance et qu'à l'aide d'une seconde résistance, également collectée à la base du transistor, une tension de modula- 20 tion peut être appliquée, qui correspond à la rotation de l'élément solaire par rapport à la source de radiation. 3. Le circuit selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la source de tension fournit une tension continue brutte, sans pause, obtenue par redressement d'une tension 25 alternative polyphasée.