单元3，当受到太阳能辐射的影响时，太阳能电池提供输出电压。第二二极管D2在太阳能电池3和现场设备7之间的流向上导通，这阻止能量从现场设备7流回太阳能电池3。第二二极管D2中断了从现场设备7到太阳能电池3方向上的任何电流。太阳能电池3和现场设备7经由接地而相互连接。在本示范实施方式中，具有能量存储单元的充电电路5并行于现场设备7在接地和现场设备7的电源连接之间接通。
[0031 ] 在本示范实施方式中，充电电路5体现为集成电路，并与电压分配器连接，电压分配器也在电源连接和接地之间接通。与施加于现场设备7的电压成比例的电压由电压分配器产生，电压分配器包括具有插入的分接点的第一电阻R1和第二电阻R2，所述电压供给至充电电路5。
[0032]在本示范实施方式中，设置电池作为能量存储单元9。这个电池9的负端接地，正端连接充电电路5，并经由第一二极管01连接至现场设备7的电源连接。此外，线圈L1S置在充电电路5和电池9之间。
[0033]图3示出处于第一状态的电路布置，其中太阳能电池3不但为现场设备7的操作提供充足的能量，而且为充电电池9提供额外的能量。在这种状态下，第二二极管D2处于导通状态，能量不但从太阳能电池3流至现场设备7，而且经由电源线流至充电电路5，并经由充电电路5流至电池9。然而，二极管D1处于截止状态，所以从太阳能电池3到电池9的能量流经由充电电路5是唯一可能的。二极管01在这种状态下不导通，因为施加在现场设备7 —侧的电压比施加在电池9 一侧的电压高。
[0034]充电电路5在第一状态下被激活并对电池9充电。
[0035]图4示出图2和3中处于第二状态的能量供给单元I。在这种第二状态下，太阳能电池3提供的能量不足以供给现场设备7，以致现场设备7的任何操作可能只有使用电池9供给的额外能量了。在这种状态下，第一二极管D1处于导通状态，因为施加在电池9 一侧的电压比施加在现场设备7 —侧的电压高，所以任何能量从电池9流到现场设备7是可能的。充电电路5在这种状态下是无效的。
[0036]图5示出充电电路的放大图，额外地示出了充电电路5的输入电路。
[0037]与太阳能电池3的输出电压成比例的电压由电阻札和1?2形成的电压分配器产生，该电压供给至比较器11的反相输入。参考电压施加于比较器11的非反相输入，该参考电压可由例如电池9提供。
[0038]比较器11的输出信号作为参考信号，其表明太阳能电池3的输出电压是高于还是低于现场设备7的标称电压。
[0039]比较器11可具有合适的迟滞，以阻止比较器11的输出信号在电压关于现场设备7的标称电压浮动的情况下振荡，因此避免了充电电路的任何振荡。比较器11的输出信号供给至集成的充电电路的激活输入，取决于比较器的输出信号，激活输入激活充电电路或者使充电电路无效。
[0040]当太阳能电池3的输出电压高于现场设备7的标称电压时，充电电路5被激活，对电池9充电。当太阳能电池3的输出电压低于现场设备7的标称电压时，充电电路5不工作，现场设备7经由二极管D1由电池9的能量供给。
[0041]附图标记列表
[0042]I 能量供给单元
[0043]3 第一能量供给单元
[0044]5 充电电路
[0045]7 现场设备
[0046]9 能量存储单元/电池
[0047]12 比较器
[0048]D1 第一二极管
[0049]D2 第二二极管
[0050]R1 第一电阻
[0051]R2 第二电阻
[0052]L1 线圈
[0053]VEef参考电压
【主权项】
1.能量供给单元(I)，用于可在标称电压下操作的现场设备(7)，所述能量供给单元包括具有用于所述现场设备(7)的可变输出电压的第一能量供给单元(3)，和能量存储单元(9)，其可经由设置在所述第一能量供给单元(3)和所述能量存储单元(9)之间的充电电路(5)充电，所述能量供给单元的特征在于:所述充电电路(5)转换成第一状态，其中所述输出电压高于预定值，使得所述现场设备(7)经由所述第一能量供给单元(3)操作，并且对所述能量存储单元(9)充电，以及所述充电电路(5)转换成第二状态，其中所述输出电压低于所述预定值，使得所述现场设备(7)经由所述第一能量供给单元(3)和所述能量存储单元(9)供给。
2.根据权利要求1所述的能量供给单元(I)，其特征在于所述第一能量供给单元(3)是太阳能模块。
3.根据前述权利要求中其中一个所述的能量供给单元(I)，其特征在于所述标称电压是所述预定值。
4.根据前述权利要求中其中一个所述的能量供给单元(I)，其特征在于所述充电电路(5)体现为集成电路。
5.根据前述权利要求中其中一个所述的能量供给单元(I)，其特征在于设置比较器(11)来从所述第一状态转换至所述第二状态，所述比较器把参考电压(Vltef)和与所述输出电压成比例的电压进行比较。
6.根据权利要求5所述的能量供给单元(I)，其特征在于设置电压分配器来产生与所述输出电压成比例的电压。
7.根据前述权利要求中其中一个所述的能量供给单元(I)，其特征在于并联于所述充电电路(5)设置二极管(Dy)，所述二极管设置成在所述第一状态截止，在所述第二状态把所述能量存储单元(9)以传导方式连接至所述现场设备(7)。
8.根据前述权利要求中其中一个所述的能量供给单元(I)，其特征在于在所述能量供给单元(I)和所述现场设备(7)之间设置第二二极管(D2)，所述第二二极管设置成在所述第一状态把所述现场设备(7)和所述充电电路(5)以传导方式连接至所述能量供给单元(I)，在所述第二状态截止。
【专利摘要】本发明涉及可在标称电压下操作的现场设备(7)的能量供给(1)，包括具有用于现场设备(7)的可变输出电压的第一能量供给(3)，和能量存储(9)，其可经由设置在第一能量供给(3)和能量存储(9)之间的充电电路(5)充电，其中在输出电压高于预定值的第一状态下，充电电路(5)转换成使得现场设备(7)经由第一能量供给(3)操作，并对能量存储(9)充电，在输出电压低于预定值的第二状态下，充电电路(5)转换成使得现场设备(7)经由第一能量供给(3)和能量存储(9)供给。
【IPC分类】H02J7-00
【公开号】CN104756349
【申请号】CN201380053249
【发明人】沃尔克·奥格尔, 安德里亚斯·埃森曼
【申请人】Vega格里沙贝两合公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年10月10日
【公告号】EP2720345A1, US20150244205, WO2014057056A2, WO2014057056A3