DE19618882A1 - Circuit for supplying electric load such as fan or storage battery of vehicle from solar generator - Google Patents

Abstract

A power supply circuit for an electric load (2) like a fan or battery in a car driven off a solar generator (1) has impedance matching between the solar generator and a DC converter (6) in front of the load. There is a control member (18) which can short out the converter depending on the value of at least one operational parameter during a regime when the converter losses are expected to be higher than the losses caused by the mismatch if the load is coupled directly to the solar generator. The converter is a pulse-width modulated (PWM) step-down converter. It has a switching transistor between input and output and another across the output terminals.

Description

Translated fromGerman

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Stromversorgung mindestens eines elektrischen Verbrauchers mittels eines Solargenerators, insbesondere eines Gebläses und/oder eines Akkumulators in einem Fahrzeug, mit einem der Impe­danzanpassung zwischen dem Solargenerator und dem mindestens einen Verbraucher dienenden Gleichspannungswandler.The present invention relates to a circuit arrangement for power supplyat least one electrical consumer by means of a solar generator, in particulara blower and / or an accumulator in a vehicle, with one of the impsDancing adjustment between the solar generator and the at least one consumerserving DC converter.

Eine solche gattungsgemäße Schaltungsanordnung ist beispielsweise aus DE 43 336 223 C1 bekannt, wobei ein Gleichspannungs-Tiefsetz-Wandler direkt mit einem in den Deckel eines Fahrzeugsonnendaches integrierten Solarmodul verbunden ist, um eine Kennlinienanpassung zwischen Solarmodul und Verbraucher zu bewirken, so daß die am Solarmodul zur Verfügung stehende Leistung besser ausgenutzt werden kann. Der Tiefsetz-Wandler ist dabei als pulsbreitenmodulierter Wandler mit einem Schalttransistor ausgebildet. Als Verbraucher sind umschaltbar der Motor eines Lüfter­gebläses bzw. ein Akkumulator vorgesehen.Such a generic circuit arrangement is, for example, fromKnown from DE 43 336 223 C1, a direct-voltage step-down converter directly withis connected to a solar module integrated in the cover of a vehicle sun roof,in order to adjust the characteristic curve between the solar module and the consumer, sothat the power available on the solar module can be better utilizedcan. The buck converter is a pulse width modulated converter with oneSwitching transistor formed. The motor of a fan can be switched as a consumerblown or an accumulator provided.

Bei direkter Verschaltung zwischen Solarmodul und Verbraucher existiert nur für eine Einstrahlungsleistung, d. h. Modulstrom, und bei einer definierten Zellenanzahl und Zellentemperatur, d. h. Modulspannung, ein idealer gemeinsamer Betriebspunkt, wenn die Kennlinien von Solarmodul und Verbraucher entsprechend aneinander angepaßt sind. Nur in diesem idealen Betriebspunkt kann der Verbraucher dem Solarmodul die maximal zur Verfügung stehende Leistung entnehmen. Da die Kennlinie des Solarmoduls stark von der Zellentemperatur und der Einstrahlung abhängt, ergibt sich bei allen anderen Betriebsbedingungen eine zum Teil beträchtliche Fehlanpassung, da die Ver­braucherkennlinie nur für einen bestimmten Betriebszustand angepaßt ist. Diese Fehlanpassung kann so gravierend sein, daß der Verbraucher gar nicht anlaufen kann, obwohl das Solarmodul bei den entsprechenden Betriebsbedingungen durchaus eine ausreichende Maximalleistung aufweist. In der Praxis wird der Fehlanpassung daher durch Zwischenschaltung eines Impedanzwandlers, d. h. eines Gleichspannungswandlers (DC/DC-Wandler), zwischen Solarmodul und Verbraucher begegnet. Der Gleichspan­nungswandler kann dabei als sogenannter "Maximum-Power-Point Tracker" ausgebildet sein, der selbsttätig immer auf den Punkt der maximalen Leistung des Solarmoduls regelt (siehe z. B. Adelmann, DE-Z. Sonnenenergie 1/88, S. 9-11).If there is a direct connection between the solar module and the consumer, there is only oneIrradiation power, d. H. Module current, and with a defined number of cells andCell temperature, d. H. Module voltage, an ideal common operating point when theCharacteristic curves of solar module and consumer are adapted to each other accordingly.The consumer can only give the solar module the maximum at this ideal operating pointtake available power. Because the characteristic of the solar module is strongdepends on the cell temperature and the radiation, for all othersOperating conditions a sometimes considerable mismatch, because the Veruser characteristic is only adapted for a certain operating state. ThisMismatch can be so serious that the consumer cannot even startalthough the solar module is quite a given the corresponding operating conditionshas sufficient maximum power. In practice, the mismatch is thereforeby interposing an impedance converter, d. H. a DC converter(DC / DC converter) encountered between the solar module and the consumer. The DC chipvoltage converter can be designed as a so-called "maximum power point tracker" be that automatically regulates to the point of maximum power of the solar module(see e.g. Adelmann, DE-Z. Sonnenenergie 1/88, pp. 9-11).

Ein geeigneter DC/DC-Wandler weist in gegenwärtiger Standardtechnologie und unter Berücksichtigung von EMV-Anforderungen und Kostenaspekten einen Umsetzungs­wirkungsgrad von 85 bis 90% auf. Bei direkter Verschaltung beträgt der Umsetzungs­wirkungsgrad zwar 100%, da keine Umsetzung stattfindet; der letztlich entscheidende Systemwirkungsgrad liegt aufgrund der oben geschilderten Fehlanpassung jedoch im allgemeinen bei direkter Verschaltung noch deutlich niedriger als bei Verwendung eines Gleichspannungswandlers.A suitable DC / DC converter in current standard technology and underConsideration of EMC requirements and cost aspects an implementationefficiency from 85 to 90%. With direct interconnection, the implementation isefficiency 100% because no implementation takes place; the ultimate oneHowever, system efficiency is due to the mismatch described abovegenerally significantly lower when connected directly than when using aDC converter.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung zwischen Solar­modul und Verbraucher zu schaffen, welche unter den verschiedensten Betriebsbedin­gungen einen möglichst hohen Systemwirkungsgrad gewährleistet.It is an object of the present invention to provide a circuit arrangement between solarto create module and consumer, which under different operating conditionsguarantees the highest possible system efficiency.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schaltungsanordnung mit den eingangs erwähnten Merkmalen dadurch gelöst, daß ein Regelglied vorgesehen ist, welches in Abhängigkeit von dem Wert mindestens eines Betriebsparameters eine funktionale Überbrückung des Gleichspannungswandlers in einem Betriebsbereich bewirkt, in welchem durch den Gleichspannungswandler bewirkte Leistungsverluste zu erwarten sind, die größer als die Verluste durch Fehlanpassung bei direkter Ankopplung des Verbrauchers an den Solargenerator sind.This task is based on a circuit arrangement with the inputFeatures mentioned solved in that a control element is provided, which inFunctional depending on the value of at least one operating parameterBridging the DC-DC converter in an operating range causes inwhich power losses caused by the DC-DC converter can be expectedare greater than the losses due to mismatch when theConsumer to the solar generator.

Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Solargeneratorleistungen eine optimale Leistungsausnutzung des Solargenerators, indem der Gleichspannungswandler überbrückt wird und damit die von ihm verursachten Umsetzungsverluste umgangen werden, wenn sich der Solargenerator in einem Betriebsbereich befindet, in welchem eine Anpassung durch den Wandler gar nicht nötig ist.The solution according to the invention ensures both low and highSolar generator services an optimal performance utilization of the solar generator bythe DC-DC converter is bridged and thus the ones caused by itImplementation losses are avoided if the solar generator is in oneOperating area in which an adjustment by the converter is not necessaryis.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Gleich­spannungswandler als pulsbreitenmodulierter Abwärts-Wandler ausgebildet ist, der zweckmäßig einen in einem Längszweig zwischen Eingang und Ausgang des Wandlers liegenden Schalttransistor und eine in einem Querzweig liegende Freilaufstufe, z. B. einen Freilauf-Schalttransistor oder eine Freilaufdiode, aufweist, wobei das Regelglied die Überbrückung des Gleichspannungswandlers vorzugsweise dadurch bewirkt, daß die Pulsbreite des den Schalttransistor steuernden Signals auf 100% gesetzt wird und die Freilaufstufe gesperrt wird. Dies erlaubt eine einfache, kostengünstige und zuverlässige Implementierung der Überbrückungsfunktion.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the samevoltage converter is designed as a pulse width modulated buck converter, theexpediently one in a longitudinal branch between the input and output of the converterlying switching transistor and a freewheeling stage lying in a shunt arm, e.g. B.has a freewheeling switching transistor or a freewheeling diode, the control elementthe bridging of the DC-DC converter preferably causes that thePulse width of the signal controlling the switching transistor is set to 100% and theFreewheel stage is locked. This allows a simple, inexpensive and reliableImplementation of the bridging function.

Ferner besteht eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung darin, daß das Regel­glied für eine hystereseartige Regelung ausgebildet ist, wobei der Gleichspannungs­wandler funktional überbrückt wird, sobald die Spannung des Solargenerators einen ersten, höheren Sollwert überschreitet, und die Überbrückung des Gleichspannungs­wandlers erst dann wieder aufgehoben wird, wenn die Spannung des Solargenerators einen zweiten, niedrigeren Wert unterschreitet. Dadurch werden unerwünschte Pende­lungen vermieden.Furthermore, a further advantageous embodiment of the invention is that the rulemember is designed for a hysteresis-like control, the DC voltagefunctionally bridged as soon as the voltage of the solar generator first, higher setpoint exceeds, and the bridging of the DC voltageconverter is only canceled when the voltage of the solar generatorfalls below a second, lower value. This will make unwanted donationlungs avoided.

Eine alternative vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Regelglied so ausgebildet ist, daß der Gleichspannungswandler alternierend überbrückt und wieder wirksam gemacht wird, dabei jeweils die Spannung am Verbraucher ermittelt wird, und die Betriebsart gewählt wird, bei welcher die höhere Spannung am Verbraucher auftritt.An alternative advantageous embodiment of the invention provides that the control elementis designed so that the DC-DC converter bridges alternately and againis made effective, the voltage at the consumer is determined in each case, andthe operating mode is selected in which the higher voltage occurs at the consumer.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further preferred embodiments result from the subclaims.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist im folgenden beispielhaft anhand der beige­fügten Zeichnungen im Detail erläutert.An embodiment of the invention is exemplified below with reference to the beigeadded drawings explained in detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Strom­versorgung eines Verbrauchers mittels eines Solargenerators;Figure 1 is a block diagram of a circuit arrangement according to the invention for the power supply of a consumer by means of a solar generator.

Fig. 2 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Reglerschaltungsanordnung;Fig. 2 is a circuit diagram of a controller circuit of the invention;

Fig. 3 die Abhängigkeit der abgegebenen Leistung von der Solargeneratorspannung bei wirksam gemachtem Gleichspannungswandler;Fig. 3 shows the dependence of the output power of the solar generator voltage at effective homemade DC-DC converter;

Fig. 4 Leistungs-Spannungs-Kennlinien eines Solargenerators für verschiedene Einstrahlungsleistungen bzw. Modultemperaturen, sowie eines Verbrauchers mit (Kurve I) ohne (Kurve II) zwischengeschaltetem Gleichspannungswandler undFig. 4 power-voltage characteristics of a solar generator for different irradiation powers or module temperatures, and a consumer with (curve I) without (curve II) intermediate DC converter and

Fig. 5 ein Blockschaltbild mit einer Variante zurFig. 1.Fig. 5 is a block diagram showing a variant of theFig. 1,.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Verschaltung eines Solargenerators1 und eines Verbrauchers, vorliegend in Form eines Motors2, vorzugsweise eines Lüftermotors, welche eingangsseitig bzw. ausgangsseitig an eine allgemein mit 3 bezeichnete Einheit angeschlossen sind. Der Solargenerator1 kann beispielsweise in einen Deckel eines Sonnendaches eines Kraftfahrzeugs integriert sein. Solche Solargeneratoren sind in un­terschiedlichen Ausführungsformen bekannt (z. B. DE 41 05 389 C1 und DE 41 05 396 A) und bedürfen daher keiner näheren Erläuterung. Anstelle oder zusätzlich (z. B. um­schaltbar damit) zu einem Verbrauchermotor kann auch ein Akkumulator (beispielsweise eine Fahrzeugbatterie oder ein zusätzlicher Energiespeicher) als Verbraucher vorgesehen sein. Eingangsseitig weist die Einheit3 in einem Querzweig4 ein Eingangsfilter5 mit einer parallel zum Solargenerator1 geschalteten Kapazität C1 und einer Längsinduktivität L1 auf parallel zum Eingangsfilter5 ist ein Speicherkondensator C2 eines allgemein mit6 bezeichneten Gleichspannungswandlers geschaltet. Der Gleichspannungswandler6 weist ferner einen in einem Längszweig7 zwischen dem Solargenerator1 und dem Motor2 liegenden, als Hauptschalter wirkenden Halbleiter­ schalter T1, eine diesem in Reihe nachgeschaltete Speicherdrossel L2, einen Halbleiter­schalter T2 und einen Glättungskondensator C3 auf. Der Halbleiterschalter T2 liegt in einem Querzweig8 zwischen Halbleiterschalter T1 und Speicherdrossel L2; er über­nimmt die Funktion einer sonst üblichen Freilaufdiode, minimiert aber Durchlaßverluste. Der Glättungskondensator C3 liegt in einem Querzweig9 parallel zu dem Motor2. In einen Längszweig10 ist ein Shunt R1 geschaltet, der den im Ausgangskreis fließenden Strom begrenzt und für Kurzschlußfestigkeit der Anordnung sorgt. Ausgangsseitig weist die Einheit3 ein Ausgangsfilter12 mit einer Kapazität C4 in einem Querzweig11 auf. Die Filter5 und12 dienen dazu, eine Antennenwirkung der Leitungen zu verhindern.Fig. 1 is a block diagram showing the connection of a solar generator1 and a consumer, in this case in the form of an engine2, preferably a fan motor, which are input side or output side to a generally designated with 3 unit. The solar generator1 can, for example, be integrated in a cover of a sun roof of a motor vehicle. Such solar generators are known in different embodiments (eg DE 41 05 389 C1 and DE 41 05 396 A) and therefore do not require any further explanation. Instead of or in addition (for example switchable therewith) to a consumer motor, an accumulator (for example a vehicle battery or an additional energy store) can also be provided as a consumer. On the input side, the unit3 in a transverse branch4, an input filter5 with a to solar generator1 connected in parallel with capacitor C1 and a series inductance L1 in parallel with the input filter5 is a storage capacitor C2 commonly connected one with6 designated DC-DC converter. The DC-DC converter6 also has a lying in a longitudinal branch7 between the solar generator1 and the motor2 , acting as a main switch semiconductor switch T1, a series reactor L2, a semiconductor switch T2 and a smoothing capacitor C3. The semiconductor switch T2 is located in a transverse branch8 between the semiconductor switch T1 and the storage inductor L2; it takes on the function of an otherwise usual freewheeling diode, but minimizes transmission losses. The smoothing capacitor C3 lies in a transverse branch9 parallel to the motor2 . A shunt R1, which limits the current flowing in the output circuit and ensures short-circuit strength of the arrangement, is connected in a series branch10 . On the output side, the unit3 has an output filter12 with a capacitance C4 in a transverse branch11 . The filters5 and12 serve to prevent the antennas from acting on the lines.

Der Ausgang eines Frequenzgenerators13, der eine feste Frequenz von beispielsweise 25 kHz erzeugt, ist an einen Pulsbreitenmodulator14 angeschlossen. Der Halbleiter­schalter T1 wird von dem Pulsbreitenmodulator14 mit einem Stellsignal beaufschlagt. Ein Regelblock15 steuert den Pulsbreitenmodulator14 an. Der Regelblock15 erfaßt die an dem Shunt-Widerstand R1 abfallende Spannung, d. h. den durch den Shunt-Wider­stand R1 fließenden Strom, die Ausgangsspannung der Einheit3, d. h. die am Verbrau­cher (Motor2) anliegende Spannung, sowie die Eingangsspannung der Einheit3, d. h. die von dem Solargenerator1 abgegebene Spannung. Der Regelblock15 ist als Maximum-Power-Point Tracker (MPP) ausgebildet, und er steuert den Pulsbreitenmodulator14 über eine Leitung16 an. Der Freilauftransistor T2 wird von dem Pulsbreitenmodulator14 über einem Treiber17 angesteuert.The output of a frequency generator13 , which generates a fixed frequency of 25 kHz, for example, is connected to a pulse width modulator14 . The semiconductor switch T1 is acted upon by the pulse width modulator14 with an actuating signal. A control block15 controls the pulse width modulator14 . The control block15 detects the voltage drop across the shunt resistor R1, ie the current flowing through the shunt resistor R1, the output voltage of the unit3 , ie the voltage present at the consumer (motor2 ), and the input voltage of the unit3 , ie the voltage output by the solar generator1 . The control block15 is designed as a maximum power point tracker (MPP) and it controls the pulse width modulator14 via a line16 . The freewheeling transistor T2 is controlled by the pulse width modulator14 via a driver17 .

Bei den Transistoren T1 bzw. T2 handelt es sich vorzugsweise um MOS-FET-Tran­sistoren.The transistors T1 and T2 are preferably MOS-FET-Transistors.

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild einer Reglerschaltungsanordnung20, die das wesentliche Element des Regelblocks8 bildet. An einem Punkt21 liegt ein Spannungsmeßsignal (im folgenden auch kurz als "Ausgangsspannung" bezeichnet) an, das ein Maß für die Ausgangsspannung der Einheit3 und damit für die am Verbraucher (Motor2) anliegende Spannung bildet. Zwischen dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers OP, der über eine Parallelschaltung aus einer Diode D1 und einem Widerstand R1 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers OP gekoppelt ist, liegt ein Steuerkondensator C6. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers OP ist über einen Widerstand R2 mit dem Verstärkerausgang gekoppelt; er ist ferner über einen Widerstand R3 mit einer Versorgungsspannung +V und über eine in Sperrichtung gepolte Zenerdiode D2 mit Masse verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers OP ist über eine Reihenschaltung eines Inverters IV, eines Widerstands R4 und einer für positive Ausgangsspannungen des Operationsverstärkers sperrende Diode D3 mit der positiven Seite eines Elektrolytkondensators C7 verbunden, der als Ausgangs-Speicher­kondensator wirkt und parallel mit einem Widerstand R67 auf Masse liegt. Die Spannung am Pluspol des Kondensators C7 repräsentiert die Sollspannung für die Regelung der Solargeneratorspannung. Sie wird als Steuersignal über die Leitung16 an den Puls­breitenmodulator14 gegeben. Diese Spannung sei im folgenden kurz als "Sollspannung" bezeichnet.FIG. 2 shows a circuit diagram of a regulator circuit arrangement20 , which forms the essential element of the regulating block8 . At a point21 there is a voltage measurement signal (hereinafter also referred to as "output voltage"), which forms a measure of the output voltage of the unit3 and thus of the voltage applied to the consumer (motor2 ). A control capacitor C6 lies between the inverting input of an operational amplifier OP, which is coupled to the output of the operational amplifier OP via a parallel circuit comprising a diode D1 and a resistor R1. The non-inverting input of the operational amplifier OP is coupled to the amplifier output via a resistor R2; it is also connected to a supply voltage + V via a resistor R3 and to ground via a reverse zener diode D2. The output of the operational amplifier OP is connected via a series circuit of an inverter IV, a resistor R4 and a diode D3, which blocks positive output voltages of the operational amplifier, to the positive side of an electrolytic capacitor C7, which acts as an output storage capacitor and in parallel with a resistor R67 to ground lies. The voltage at the positive pole of the capacitor C7 represents the target voltage for the regulation of the solar generator voltage. It is given as a control signal via line16 to pulse width modulator14 . This voltage is briefly referred to below as the "target voltage".

Ferner ist als Regelglied ein Vergleichswertkomparator18 vorgesehen, welcher die Eingangsspannung der Einheit3 und damit die Spannung U_Modul des Solargenerators1 erfaßt. Der Vergleichswertkomparator18 gibt über eine Leitung19 ein Steuersignal an den Pulsbreitenmodulator14.Furthermore, a comparison value comparator18 is provided as the control element, which detects the input voltage of the unit3 and thus the voltage U_{module of} the solar generator1 . The comparison value comparator18 outputs a control signal to the pulse width modulator14 via a line19 .

Funktionsweisefunctionality

Wenn der Vergleichswertkomparator18 feststellt, daß die Solargeneratorspannung U_Modul oberhalb eines vorbestimmten ersten Schwellwertes liegt, der gemäß dem inFig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel 6 V beträgt, gibt er kein Signal an den Pulsbreitenmo­dulator14 ab. Die Einheit3 ist wirksam gemacht. Der Gleichspannungswandler6 sucht die von dem Solargenerator1 zur Verfügung gestellte Leistung P_Modul (Fig. 3) durch Impedanzanpassung optimal auszunutzen. Dies wird durch eine Regelung der Solarge­neratorspannung U_Modul bewirkt. Der Gleichspannungswandler6 regelt also nicht wie herkömmliche Wandler in Netzteilen seine Ausgangsspannung sondern seine Eingangs­spannung. Beispielsweise wird bei einer praktischen Ausführungsform die optimale Ausnutzung der von dem Generator1 abgegebenen Leistung bei einer Temperatur von 65 °C und hoher Einstrahlung erreicht, wenn die Wandlereingangsspannung 7,2 V beträgt. In diesem Ausführungsbeispiel ginge bei höheren Temperaturen oder niedrigerer Einstrahlung die Ausnutzung der Energie des Solargenerators1 stark zurück, falls die Wandlereingangsspannung bei 7,2 V verharren würde. Dem wird dadurch begegnet, daß durch das Zusammenwirken von Gleichspannungswandler6 und Pulsbreitenmodulator14 eine Maximierung der Ausgangsleistung unter ständiger Korrektur erfolgt.If the comparison value comparator18 determines that the solar generator voltage U_{module is} above a predetermined first threshold value, which according to the exemplary embodiment shown inFIG. 4 is 6 V, it does not emit a signal to the pulse width modulator14 . Unit3 is activated. The DC-DC converter6 seeks to optimally utilize the power P_module (FIG. 3) provided by the solar generator1 by adapting the impedance. This is brought about by regulating the solar generator voltage U_module . The DC-DC converter6 does not regulate its output voltage like conventional converters in power supplies, but rather its input voltage. For example, in a practical embodiment, the optimal utilization of the power output by the generator1 is achieved at a temperature of 65 ° C. and high irradiation if the converter input voltage is 7.2 V. In this exemplary embodiment, the utilization of the energy of the solar generator1 would decrease significantly at higher temperatures or lower irradiation if the converter input voltage would remain at 7.2 V. This is countered by the fact that the interaction of the DC voltage converter6 and the pulse width modulator14 maximizes the output power with constant correction.

Die vorliegend vorgesehene MPP-Regelung versucht, die Ausgangsleistung P_Modul (Fig. 3) auf ein Maximum zu bringen. Da die Ausgangsleistung P_Modul bei ohmschen oder näherungsweise ohmschen Verbrauchern proportional der Ausgangsspannung U_Ausgang ist, genügt es, die Ausgangsspannung U_Ausgang zu maximieren, wie dies inFig. 3 prinzipiell dargestellt ist. Dabei sorgt die MPP_Regelung für ein ständiges Wechselspiel von Absenken und Anheben der Solargeneratorspannung U_Modul. Während die Solargenera­torspannung U_Modul ansteigt, wird die Ausgangsspannung U_Ausgang beobachtet, und der Anstieg wird so lange fortgesetzt, bis die Ausgangsspannung U_Ausgang fällt. Dieser Vor­gang geschieht beispielsweise 2-3mal pro Sekunde, so daß nach etwa 1-2 Sekunden der Punkt maximaler Leistung erreicht und dann ständig umspielt wird. Die Schaltung paßt sich in diesem Fall an Veränderungen, wie Abschattung, Lichteinfall und derglei­chen, nach ein bis zwei Sekunden an.The MPP control provided here tries to bring the output power P_module (FIG. 3) to a maximum. Since the output power P_{module is} proportional to the output voltage U_output in the case of ohmic or approximately ohmic consumers, it is sufficient to maximize the output voltage U_output , as is shown in principle inFIG. 3. The MPP control ensures a constant interplay between lowering and raising the solar generator voltage U_module . While the solar generator voltage U_module rises, the output voltage U_{output is} observed, and the rise continues until the output voltage U_output drops. This happens before, for example, 2-3 times per second, so that after about 1-2 seconds the point of maximum performance is reached and then constantly played around. In this case, the circuit adapts to changes such as shadowing, incidence of light and the like, after one to two seconds.

Zu diesem Zweck ist die Reglerschaltungsanordnung20 so ausgelegt, daß die am Kon­densator C7 anliegende Sollspannung, solange erhöht wird, wie die am Punkt21, d. h. am Steuerkondensator C6, anliegende Ausgangsspannung U_Ausgang des Gleichspan­nungswandlers6 ansteigt. Sobald diese Ausgangsspannung nicht mehr weiter ansteigt oder fällt, wird die Sollspannung wieder abgesenkt.For this purpose, the regulator circuit arrangement20 is designed such that the nominal voltage applied to the capacitor C7 is increased as long as the output voltage U_{output of} the direct voltage converter6 rising at point21 , ie to the control capacitor C6. As soon as this output voltage no longer rises or falls, the target voltage is reduced again.

Zur Erläuterung der Funktionsweise der Reglerschaltungsanordnung20 sei angenom­men, das sich das System zunächst in einem Zustand befindet, in welchem der Ausgang des Operationsverstärkers OP auf einem ersten, relativ hohen Spannungspegel (HIGH) liegt. Der Spannungspegel HIGH wird über den Inverter IV invertiert, so daß die Diode D3 sperrt. Der Kondensator C7 wird somit über den Entladewiderstand R5 entladen, so daß die Sollspannung auf der Leitung16 und damit unter dem Einfluß des Pulsbreiten­modulators14 auch die Solargeneratorspannung U_Modul absinkt. Der Steuerkondensator C6 wird über den Ladewiderstand R1 aufgeladen. Die Diode D1 sperrt. Beim Erreichen einer bestimmten Vergleichsspannung (beispielsweise 3,9 V) am Steuerkondensator C6 bewirkt diese Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP, daß der Ausgang des Operationsverstärkers OP auf einen zweiten, relativ niedrigen Span­nungspegel (LOW) kippt.To explain the operation of the regulator circuit arrangement20, it is assumed that the system is initially in a state in which the output of the operational amplifier OP is at a first, relatively high voltage level (HIGH). The voltage level HIGH is inverted via the inverter IV, so that the diode D3 blocks. The capacitor C7 is thus discharged via the discharge resistor R5, so that the setpoint voltage on the line16 and thus under the influence of the pulse width modulator14 also the solar generator voltage U_module drops. The control capacitor C6 is charged via the charging resistor R1. The diode D1 blocks. When a certain comparison voltage (for example 3.9 V) is reached at the control capacitor C6, this voltage at the inverting input of the operational amplifier OP causes the output of the operational amplifier OP to flip to a second, relatively low voltage level (LOW).

Über den Ausgang des Inverters IV wird die Diode D3 entsperrt, und der Ausgangs-Speicherkondensator C7 wird über den Ladewiderstand R4 und die Diode D3 rasch (z. B. innerhalb von 100 ms) aufgeladen. Dadurch steigt die Sollspannung auf der Leitung16 wieder an. Durch das Zusammenspiel von Gleichspannungswandler6 und Puls­breitenmodulator14 wird die Solargeneratorspannung U_Modul wieder angehoben. Am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP stellt sich eine Spannung von beispielsweise 200 mV ein. Der Steuerkondensator C6 wird über die nunmehr leitende Diode D1 sehr schnell entladen, so daß am invertierenden Eingang des Operationsver­stärkers OP eine Spannung von beispielsweise 0,2 bis 0,5 V anliegt. Steigt die an den Punkt21 und damit an den Steuerkondensator C6 angelegte Ausgangsspannung U_Ausgang jetzt an, so reicht der Ladestrom des Steuerkondensators C6 aus, um über die Parallel­schaltung des Widerstands R1 und der Diode D1 eine höhere Spannung als 200 mV abfallen zu lassen. Dadurch liegt am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP eine höhere Spannung als am nichtinvertierenden Eingang an, so daß der Ausgang des Operationsverstärkers OP auf dem niedrigen Spannungspegel LOW verharrt und die Sollspannung am Steuerkondensator C16 durch dessen weitere Aufladung weiter an­steigt. Erst wenn die Ausgangsspannung U_Ausgang am Punkt21 nicht mehr ansteigt oder gar fällt, kippt der Ausgang des Operationsverstärkers OP wieder auf den Spannungspe­gel HIGH, wodurch, wie oben bereits beschrieben, die Diode D3 wieder sperrt und der Ausgangs-Speicherkondensator C7 wieder entladen wird, so daß die Sollspannung und damit die Solargeneratorspannung wieder absinkt.The diode D3 is unlocked via the output of the inverter IV, and the output storage capacitor C7 is charged rapidly (for example within 100 ms) via the charging resistor R4 and the diode D3. As a result, the target voltage on line16 rises again. The interaction between the DC voltage converter6 and the pulse width modulator14 raises the solar generator voltage U_module again. A voltage of, for example, 200 mV is set at the non-inverting input of the operational amplifier OP. The control capacitor C6 is discharged very quickly via the now conductive diode D1, so that a voltage of, for example, 0.2 to 0.5 V is present at the inverting input of the operational amplifier OP. If the output voltage U_output applied to point21 and thus to the control capacitor C6 now rises, the charging current of the control capacitor C6 is sufficient to drop a voltage higher than 200 mV via the parallel connection of the resistor R1 and the diode D1. As a result, a higher voltage is present at the inverting input of the operational amplifier OP than at the non-inverting input, so that the output of the operational amplifier OP remains at the low voltage level LOW and the setpoint voltage at the control capacitor C16 continues to rise due to its further charging. Only when the output voltage U_output at point21 no longer rises or even falls, does the output of the operational amplifier OP flip back to the voltage level HIGH, as a result of which, as already described above, the diode D3 blocks again and the output storage capacitor C7 is discharged again , so that the target voltage and thus the solar generator voltage drops again.

Die Diode D1 sorgt dafür, daß der Ausgang des Operationsverstärkers OP sehr schnell, vorzugsweise innerhalb von 10 bis 20 ms, von dem niedrigen Spannungspegel LOW wieder auf den hohen Spannungspegel HIGH zurückkippt, wenn die Ausgangsspannung am Punkt21 nicht mehr ansteigt oder fällt. Schon eine geringe Anstiegsgeschwindigkeit der Ausgangsspannung reicht aus, um zu verhindern, daß der Ausgang des Operations­verstärkers OP auf den hohen Spannungspegel zurückkippt.The diode D1 ensures that the output of the operational amplifier OP tilts back very quickly, preferably within 10 to 20 ms, from the low voltage level LOW back to the high voltage level HIGH when the output voltage at point21 no longer rises or falls. Even a low rate of rise of the output voltage is sufficient to prevent the output of the operational amplifier OP from tipping back to the high voltage level.

Bei der erläuterten Regelschaltungsanordnung20 ist der Operationsverstärker OP als Integrator geschaltet. Die Regelschaltungsanordnung20 stellt einen PI-Regler mit einer Verstärkung von 1 dar.In the control circuit arrangement20 explained, the operational amplifier OP is connected as an integrator. The control circuit arrangement20 represents a PI controller with a gain of 1.

Die Kennlinien des Solargenerators und des Verbrauchers im Bereich maximaler Einstrahlung und Temperatur (z. B. 1000 W/m² und +65 °C) sind aufeinander abgestimmt.The characteristic curves of the solar generator and the consumer in the area of maximumIrradiation and temperature (e.g. 1000 W / m² and +65 ° C) are relatedVoted.

Stellt der Vergleichswertkomparator18 fest, daß die Solargeneratorspannung U_Modul den ersten Schwell- oder Vergleichswert (z. B. 6 V) unterschreitet, verändert er durch ein Signal an den Pulsbreitenmodulator14 die Pulsbreite des Stellsignals an den Schalttran­sistor T1 auf 100%, während der Freilauftransistor T2 durch ein Signal des Pulsbrei­tenmodulators14 nichtleitend gehalten wird. In derFig. 5 dargestellten Variante wird optional zum Verändern der Pulsweite auf 100% eine Schaltung wirksam, bei dem der Komperator18 mittels eines Schaltrelais22 den Schalttransistor T₁ überbrückt. Dadurch werden die ohmschen Verluste auf ein Minimum reduziert. Als Schaltrelais22 wird vorzugsweise ein bistabiles Relais verwendet. Der Gleichspannungswandler6 ist in diesem Betriebszustand funktional so überbrückt, so daß Solargenerator1 und Verbraucher (Motor2) nunmehr direkt miteinander verschaltet sind. Dieser Betriebszustand des Wandlers wird beibehalten, bis die Eingangsspannung einen zweiten, niedrigeren Schwell- oder Vergleichswert von beispielsweise 4,8 V unterschreitet. Die Regelung durch das Regelglied18 weist also eine Hysterese auf. Die beiden Vergleichswerte werden in Abhängigkeit von der Systemkonfiguration so gewählt, daß der Wandler immer dann überbrückt wird, wenn die Fehlanpassung durch die direkte Ankoppelung geringere Verluste verursacht als der Betrieb des Gleichspannungswandlers.If the comparison value comparator18 determines that the solar generator voltage U_module falls below the first threshold or comparison value (e.g. 6 V), it changes the pulse width of the control signal to the switching transistor T1 to 100% by a signal to the pulse width modulator14 , while the freewheeling transistor T2 is held non-conductive by a signal from the pulse modulator14 . In the variant shown inFIG. 5, a circuit is optionally effective for changing the pulse width to 100%, in which the comparator18 bypasses the switching transistor T 1 by means of a switching relay22 . This reduces ohmic losses to a minimum. A bistable relay is preferably used as the switching relay22 . In this operating state, the DC-DC converter6 is functionally bridged so that the solar generator1 and consumer (motor2 ) are now connected directly to one another. This operating state of the converter is maintained until the input voltage falls below a second, lower threshold or comparison value of, for example, 4.8 V. The regulation by the control element18 therefore has a hysteresis. The two comparison values are selected as a function of the system configuration so that the converter is bridged whenever the mismatch caused by the direct coupling results in lower losses than the operation of the DC converter.

Das beschriebene Beispiel sei anhand der Kennlinien vonFig. 4 weiter erläutert. InFig. 4 ist die Leistung des Solargenerators1 in Abhängigkeit von der Generatorspannung U_Modul für verschiedene Einstrahlungsleistungen und Generatortemperaturen dargestellt. Es ist zu erkennen, daß sich das Leistungsmaximum mit zunehmender Einstrahlungsleistung bzw. Temperatur zu niedrigeren Spannungen verschiebt, während die Maximalleistung ansteigt. Die mit II bezeichnete Kurve stellt die Leistungs-Spannungs-Kennlinie eines als Verbraucher2 verwendeten Lüfters dar, wie sie sich ergibt, wenn der Lüfter direkt, also ohne Gleichspannungswandler6, an den Solargenerator1 angeschlossen ist. Diese Kennlinie entspricht einem im wesentlichen ohmschen Verhalten, und sie ist mit der Kennlinie des Solargenerators1 bei maximaler Einstrahlung und Temperatur (1000 W/m² und +65 °C) abgestimmt, so daß bei diesen Bedingungen ein optimaler, d. h. anpassungsverlustfreier Betrieb des Systems im idealen Arbeitspunkt A stattfindet. Es wird dabei die volle zur Verfügung stehende Generatorleistung ausgenutzt.The example described will be explained further on the basis of the characteristics ofFIG. 4. InFIG. 4, the output of the solar generator1 depending on the generator voltage U_module is shown for different radiation performance and generator temperatures. It can be seen that the power maximum shifts to lower voltages with increasing irradiation power or temperature, while the maximum power increases. The curve labeled II represents the power-voltage characteristic of a fan used as a consumer2 , as it results when the fan is connected directly to the solar generator1 , that is to say without a DC voltage converter6 . This characteristic corresponds to an essentially ohmic behavior, and it is coordinated with the characteristic of the solar generator1 at maximum irradiation and temperature (1000 W / m² and +65 ° C), so that under these conditions an optimal, ie adjustment-free operation of the system in ideal working point A takes place. The full available generator power is used.

Bei anderen Betriebsbedingungen ist jedoch ohne den Gleichspannungswandler6 mit einer entsprechend großen Fehlanpassung zu rechnen (z. B. ca. 50% bei 500 W/m² im Punkt D), die sogar bis zum Nichtanlaufen des Lüftermotors führen kann (z. B. bei 200 W/m², Punkt B) obwohl im Punkt maximaler Leistung (MPP) bei diesen Betriebs­bedingungen (Punkt C) durchaus genügend Leistung vorhanden wäre.In other operating conditions, however, a correspondingly large mismatch is to be expected without the DC-DC converter6 (e.g. approx. 50% at 500 W / m² in point D), which can even lead to the fan motor not starting (e.g. at 200 W / m², point B) although there would be enough power in the maximum power (MPP) under these operating conditions (point C).

Beim Zwischenschalten des beschriebenen Gleichspannungswandlers6 mit MPP-Re­gelung ergibt sich die inFig. 4 mit I bezeichnete Verbraucherkennlinie, da der Gleich­spannungswandler6 die Solargeneratorspannung U_Modul immer auf den Punkt maximaler Leistung regelt, so daß im Prinzip bei allen Betriebsbedingungen die volle momentan zur Verfügung stehende Maximalleistung des Generators ausgenutzt werden kann. Die Kurve I läuft deshalb durch die Kennlinienmaxima des Generators1.When interposing the DC-DC converter6 described with MPP Re gelung results in the designated inFig. 4 with I consumer characteristic curve, since the DC-DC converter6 always controls the solar generator voltage U_module to the maximum power point, so that the full, in principle, in all operating conditions currently available maximum power of the generator can be used. The curve I therefore runs through the characteristic maxima of the generator1 .

In der Praxis erreicht man jedoch bei Einsatz von geeigneten Gleichspannungswandlern in Standard-Technologie unter Berücksichtigung von EMV-Anforderungen und Kostenaspekten nur Umsetzungswirkungsgrade des Wandlers von 85 bis 90%. Folglich existiert beim geschilderten Beispiel - aufgrund der Kennlinienabstimmung bei hohen Leistungen - im oberen Leistungsbereich des Systems ein Bereich, in welchem der Systemwirkungsgrad bei direkter Ankopplung des Generators1 an den Verbraucher2 größer ist als bei Zwischenschaltung des Gleichspannungswandlers6. Im geschilderten Beispiel ist dies der Spannungsbereich unterhalb 6 V.In practice, however, when using suitable DC-DC converters in standard technology, taking into account EMC requirements and cost aspects, only conversion efficiencies of 85 to 90% are achieved. Consequently, in the example described - due to the characteristic curve matching at high powers - there is a range in the upper power range of the system in which the system efficiency is greater when the generator1 is directly connected to the consumer2 than when the direct voltage converter6 is connected . In the example described, this is the voltage range below 6 V.

Bei mittlerer und niedriger Einstrahlung befindet sich das System im Betriebszustand mit nicht überbrücktem, d. h. aktivem, Gleichspannungswandler. Die Spannung am Solargeneratur1 wird am Leistungsmaximum oberhalb von 6 V gehalten, und das System läuft-entlang des inFig. 4 mit I bezeichneten sehr steilen Kennlinienabschnitts. Steigt die Einstrahlung beispielsweise auf 800 W/m² an, so fällt die Generatorspannung auf 6 V ab (Punkt E). Sobald dieser Spannungswert erfaßt wird, bewirkt das Regelglied18 in der oben beschriebenen Weise eine Überbrückung des Gleichspannungswandlers6. Die genutzte Generatorleistung fällt um einige Prozent ab. Da jedoch nun die Umset­zungsverluste des Gleichspannungswandlers6 wegfallen, ist die insgesamt dem Verbraucher zur Verfügung stehende Leistung größer als vorher, d. h. der Systemwir­kungsgrad steigt an. Das System läuft jetzt entlang dem Kennlinienabschnitt II.With medium and low irradiation, the system is in the operating state with the DC-DC converter not bridged, ie active. The voltage at the solar generator1 is kept above 6 V at the maximum power, and the system runs along the very steep section of the characteristic curve labeled I inFIG . If the radiation increases to 800 W / m², for example, the generator voltage drops to 6 V (point E). As soon as this voltage value is detected, the control element18 bridges the DC-DC converter6 in the manner described above. The generator power used drops by a few percent. However, since the implementation losses of the DC / DC converter6 no longer apply, the total power available to the consumer is greater than before, ie the system efficiency rises. The system now runs along the characteristic curve section II.

Sinkt die Einstrahlung wieder unter 800 W/m², fällt die Generatorspannung unter den Schwellwert von 4,8 V. Sobald dies vom Regelglied18 erfaßt wird, hebt das Regelglied die Überbrückung des Gleichspannungswandler6 auf; das System kehrt auf den Kenn­linienabschnitt I zurück.If the radiation falls below 800 W / m² again, the generator voltage falls below the threshold value of 4.8 V. As soon as this is detected by the control element18 , the control element cancels the bridging of the DC-DC converter6 ; the system returns to the characteristic section I.

Im geschilderten Beispiel liegt der absolute Mehrertrag bei maximaler Generatorleistung von 30 W bei etwa 3 bis 4 W. Der prozentuale Mehrertrag beträgt je nach Wandlerwirkungsgrad bis zu 15% bei maximaler Leistung.In the example described, the absolute additional yield is at maximum generator outputfrom 30 W at about 3 to 4 W. The percentage additional yield is depending onConverter efficiency up to 15% at maximum power.

Der Regelblock15 kann fakultativ auch mit einer Temperatur-Nachführung23 versehen sein, die beispielsweise einen NTC-Widerstand und eine Referenzspannungsquelle aufweisen kann. Mittels der Nachführung23 wird die Temperatur des Solargenerators1 bestimmt. Aus dieser Temperatur ergibt sich die Eingangsspannung, auf welche der Gleichspannungswandler6 über entsprechende Signale des Regelblocks8 an den Puls­breitenmodulator14 regelt. Die Ausgangsleistung braucht dabei nicht erfaßt zu werden. Allgemein ergibt sich eine größere Fehlanpassung als bei einer MPP-Regelung.The control block15 can optionally also be provided with a temperature tracker23 , which can have, for example, an NTC resistor and a reference voltage source. The temperature of the solar generator1 is determined by means of the tracking23 . From this temperature, the input voltage results, to which the DC-DC converter6 regulates width modulator14 via corresponding signals from the control block8 to the pulse. The output power need not be recorded. In general, there is a larger mismatch than with an MPP control.

Falls bei der Regelung im Regelblock8 anstelle einer MPP-Regelung eine Temperatur­nachführung verwendet wird, ergeben sich im wesentlichen ähnliche Kennlinienverläufe wie inFig. 2.If a temperature tracking is used in the control in control block8 instead of an MPP control, the characteristic curves are essentially similar to those inFIG. 2.

Ferner kann das Regelglied18 den Betriebszustand des Systems auch anhand anderer Betriebsparameter als der Eingangsspannung regeln. Es können beispielsweise auch der Eingangsstrom, der Ausgangsstrom oder die Ausgangsspannung einzeln oder in Kom­bination verwendet werden.Furthermore, the control element18 can also control the operating state of the system on the basis of operating parameters other than the input voltage. For example, the input current, the output current or the output voltage can also be used individually or in combination.

Anstelle der oben beschriebenen Überbrückungsregelung in Abhängigkeit von festen Vergleichswerten kann ferner ein von der Regelung her offenes System eingesetzt werden, das ohne Vergleichswerte arbeitet und z. B. zeitlich gesteuert zu bestimmten Zeitpunkten zwischen den beiden Betriebsarten alterniert und dabei jeweils die Spannung am Ausgang, d. h. am Verbraucher2, ermittelt. Es wird dann die Betriebsart (Überbrückung bzw. Nichtüberbrückung) gewählt und bis zum nächsten alternierenden Umschalten beibehalten, bei welcher die Ausgangsspannung (und damit bei mindestens näherungsweise ohmschem Verbraucher auch die Ausgangsleistung) höher ist.Instead of the bridging control described above as a function of fixed comparison values, a system that is open from the control can also be used, which works without comparison values and z. B. alternates between the two operating modes at certain times and determines the voltage at the output, ie at the consumer2 . The operating mode (bridging or non-bridging) is then selected and maintained until the next alternating changeover, in which the output voltage (and thus the output power if the consumer is at least approximately ohmic) is higher.

Claims (11)

Translated fromGerman

1. Schaltungsanordnung zur Stromversorgung mindestens eines elektrischen Verbrauchers (2) mittels eines Solargenerators (1), insbesondere eines Gebläses und/oder eines Akkumulators in einem Fahrzeug, mit einem der Impedanzan­passung zwischen dem Solargenerator und dem mindestens einen Verbraucher dienenden Gleichspannungswandler (6),dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelglied (18) vorgesehen ist, welches in Abhängigkeit von dem Wert minde­stens eines Betriebsparameters eine funktionale Überbrückung des Gleichspan­nungswandlers (6) in einem Betriebsbereich bewirkt, in welchem durch den Gleichspannungswandler bewirkte Leistungsverluste zu erwarten sind, die größer als die Verluste durch Fehlanpassung bei direkter Ankopplung des Verbrauchers (2) an den Solargenerator (1) sind.1. Circuit arrangement for the power supply of at least one electrical consumer (2 ) by means of a solar generator (1 ), in particular a blower and / or an accumulator in a vehicle, with an impedance matching between the solar generator and the at least one consumer DC converter (6 ),characterized in that a control element (18 ) is provided which, depending on the value of at least one operating parameter, brings about a functional bridging of the DC voltage converter (6 ) in an operating range in which power losses caused by the DC voltage converter are to be expected which are greater than are the losses due to mismatch when the consumer (2 ) is directly connected to the solar generator (1 ).2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungswandler (6) als pulsbreitenmodulierter Abwärts-Wandler ausgebildet ist.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the DC-DC converter (6 ) is designed as a pulse-width-modulated step-down converter.3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungswandler (6) einen in einem Längszweig (7) zwischen Eingang und Ausgang des Wandlers liegenden Schalttransistor (T1) und eine in einem Querzweig (8) liegende Freilaufstufe (T2) aufweist.3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the DC-DC converter (6 ) has a switching transistor (T1) lying in a longitudinal branch (7 ) between the input and output of the converter and a freewheeling stage (T2) lying in a transverse branch (8 ).4 Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelglied (18) die Überbrückung des Gleichspannungswandlers (6) dadurch bewirkt, daß die Pulsbreite des den Schalttransistor (T1) steuernden Signals auf 100% gesetzt wird und die Freilaufstufe (T2) gesperrt wird.4 Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the control element (18 ) bridges the DC-DC converter (6 ) in that the pulse width of the switching transistor (T1) controlling signal is set to 100% and the freewheeling stage (T2) is blocked.5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelglied (18) die Überbrückung des Gleichspannungswandlers (6) durch ein vorzugsweise bistabiles Relais (22) bewirkt.5. A circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the control element (18 ) bridges the DC-DC converter (6 ) by a preferably bistable relay (22 ).6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­net, daß das Regelglied (18) so ausgebildet ist, daß es die Spannung des Solar­generators (1) ständig mit mindestens einem vorgegebenen Schwellwert vergleicht.6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control element (18 ) is designed such that it constantly compares the voltage of the solar generator (1 ) with at least one predetermined threshold.7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelglied (18) für eine hystereseartige Regelung ausgebildet ist, wobei der Gleichspannungswandler funktional überbrückt wird, sobald die Spannung des Solargenerators einen ersten, höheren Schwellwert unterschreitet, und die Über­brückung des Gleichspannungswandlers wieder aufgehoben wird, wenn die Spannung des Solargenerators einen zweiten, niedrigeren Schwellwert über­schreitet.7. Circuit arrangement according to claim 6, characterized in that the control element (18 ) is designed for a hysteresis-like control, the DC-DC converter being bridged functionally as soon as the voltage of the solar generator falls below a first, higher threshold value, and the bridging of the DC-DC converter is canceled again is when the voltage of the solar generator exceeds a second, lower threshold.8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­net, daß das Regelglied (18) so ausgebildet ist, daß der Gleichspannungswandler (6) alternierend überbrückt und wieder wirksam gemacht wird, dabei jeweils die Spannung am Verbraucher (2) ermittelt wird, und die Betriebsart gewählt wird, bei welcher die höhere Spannung am Verbraucher auftritt.8. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control element (18 ) is designed such that the DC-DC converter (6 ) is bridged alternately and made effective again, the voltage at the consumer (2 ) being determined in each case , and the operating mode is selected in which the higher voltage occurs at the consumer.9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinien von Solarmodul (1) und Verbraucher (2) im Bereich maximaler Einstrahlung und Temperatur ideal aufeinander abgestimmt sind.9. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the characteristics of the solar module (1 ) and consumer (2 ) are ideally matched to one another in the region of maximum radiation and temperature.10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungswandler (6) mit einer Temperaturfüh­rung versehen ist.10. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the DC-DC converter (6 ) is provided with a temperature guide.11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungswandler (6) als Maximum-Power-Point-Tracker ausgebildet ist.11. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that the DC-DC converter (6 ) is designed as a maximum power point tracker.