專利名稱：基于反饋補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)光互補(bǔ)功率跟蹤控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種基于反饋補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)光互補(bǔ)功率跟蹤控制器，涉及風(fēng)能、太陽(yáng)能等具 有不確定性的能源的存儲(chǔ)和利用的技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明可用于風(fēng)光能源互補(bǔ)路燈照明、風(fēng)光 能源互補(bǔ)道路監(jiān)控、風(fēng)光互補(bǔ)獨(dú)立電源等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
綜合利用風(fēng)能、光能的風(fēng)光互補(bǔ)獨(dú)立電源系統(tǒng)為解決當(dāng)前的能源危機(jī)和環(huán)境污染 開辟了一條新的道路。在我國(guó)內(nèi)陸大多數(shù)省份，尤其是中部一些省份，受到自然資源條件限 制，風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)通常工作在低風(fēng)速狀態(tài)，此時(shí)，風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的主要控制目標(biāo)是如何將隨 機(jī)變化的風(fēng)能和隨時(shí)間變化的太陽(yáng)能最大限度的轉(zhuǎn)換為電能，即風(fēng)能太陽(yáng)能功率跟蹤。目前，風(fēng)能太陽(yáng)能充電主要通過(guò)DC/DC模塊實(shí)現(xiàn)，在DC/DC的功率跟蹤控制器中， 其內(nèi)部的開關(guān)頻率、外部干擾輸入電源和負(fù)載變化非常嚴(yán)重，閉環(huán)設(shè)計(jì)不僅要求對(duì)內(nèi)部和 外部干擾有很強(qiáng)抑制能力，保證輸出靜態(tài)精度，而且要有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。另一方面，即使 當(dāng)加載和運(yùn)行的正常工作條件下環(huán)路可能是穩(wěn)定的，但在接通瞬態(tài)變化時(shí)，也可能受到?jīng)_ 擊而進(jìn)入連續(xù)振蕩。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于反饋補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)光互補(bǔ)功率跟蹤控制器，旨在 通過(guò)基于反饋補(bǔ)償?shù)闹悄芸刂?，將輸入的風(fēng)能交流信號(hào)和太陽(yáng)能直流信號(hào)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的電 力輸出，存儲(chǔ)到蓄電池中，使之能直接對(duì)直流負(fù)載進(jìn)行供電。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是本發(fā)明基于反饋補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)光互補(bǔ)功率跟蹤控制器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是設(shè)置用于監(jiān)控電 路狀態(tài)并控制蓄電池充放電模式的控制中心；風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的三相交流經(jīng)整流濾波電路 后、太陽(yáng)能電池板輸出的直流經(jīng)防反向放電保護(hù)電路后，分別通過(guò)DC/DC電路對(duì)蓄電池充 電；控制中心檢測(cè)電路中的電壓電流，通過(guò)反饋補(bǔ)償電路調(diào)制PWM信號(hào)，并且控制所述DC/ DC的占空比。本發(fā)明基于反饋補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)光互補(bǔ)功率跟蹤控制器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于所述反饋補(bǔ)償電路由電壓檢測(cè)電路、運(yùn)放補(bǔ)償電路、光耦傳遞電路組成，光耦傳遞 電路的輸出信號(hào)送入PWM發(fā)生器，控制蓄電池的充電過(guò)程。所述電壓檢測(cè)電路是以分壓電阻R2、R4構(gòu)成電壓信號(hào)檢測(cè)端、以電壓檢測(cè)信號(hào)與 運(yùn)放參考端電壓比較；所述運(yùn)放補(bǔ)償電路由TL431器件Q1及電阻R3、電容C3和C4構(gòu)成。所述反饋補(bǔ)償電路的輸出信號(hào)通過(guò)光耦U1隔離，并反饋到PWM發(fā)生器。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明通過(guò)負(fù)反饋補(bǔ)償將輸出電壓反饋到DC/DC控制電路中，使得控制器能跟 蹤風(fēng)能、太陽(yáng)能輸入功率，并形成穩(wěn)定的電力輸出。2、本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出穩(wěn)定、效率高，降低了對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境資源的要求，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和推廣性。3、本發(fā)明可用于風(fēng)光能源路燈照明、風(fēng)光能源道路監(jiān)控、風(fēng)光能源獨(dú)立電源等領(lǐng) 域。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明控制模式方框圖。圖3為本發(fā)明前向電路原理圖。圖4為本發(fā)明反饋補(bǔ)償電路原理圖。以下通過(guò)具體實(shí)施方式
，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式參見圖1，設(shè)置用于監(jiān)控電路狀態(tài)并控制蓄電池充放電模式的控制中心，風(fēng)力發(fā)電 機(jī)的三相交流經(jīng)整流濾波后，太陽(yáng)能電池板的直流經(jīng)防反向放電保護(hù)后，分別通過(guò)DC/DC 電路對(duì)蓄電池充電；控制中心檢測(cè)電路中的電壓電流通過(guò)反饋補(bǔ)償電路調(diào)制PWM信號(hào)，控 制DC/DC的占空比，用以控制蓄電池的充電模式；通過(guò)檢測(cè)蓄電池狀態(tài)控制負(fù)載工作模式， 并由顯示模塊指示電路當(dāng)前狀態(tài)。 參見圖2，本實(shí)施例中，設(shè)置由LC濾波、DC/DC組成的前向電路和由電壓檢測(cè)、運(yùn)放 補(bǔ)償、光耦傳遞組成的反饋補(bǔ)償電路；反饋補(bǔ)償電路輸出到PWM發(fā)生器的比較端調(diào)制PWM信 號(hào)，用于控制DC/DC的占空比，即控制DC/DC的工作狀態(tài)。圖2所示，Vi為風(fēng)能三相交流經(jīng)整流電路后的電壓或者太陽(yáng)能直流經(jīng)防方向放電 保護(hù)電路后的電壓，Vo為輸出電壓，亦即蓄電池的充電電壓。前向電路包含功率傳遞的DC/ DC模塊輸出濾波模塊K『Kp 由主電路拓?fù)錄Q定；輸出電壓Vo經(jīng)分壓采樣電路KFb后 與參考電壓Vref比較，經(jīng)運(yùn)放補(bǔ)償電路KEa得到的控制信號(hào)由光耦隔離并傳遞到PWM發(fā)生 器KM。d的比較端，控制PWM信號(hào)調(diào)制，跟蹤輸入功率。圖3為圖2所示電路結(jié)構(gòu)的前向電路圖。圖3中，電感L1和電容C1組成LC濾波 電路，開關(guān)管V1、V2、二極管V3、V4、變壓器T1、二極管D1、D2組成Buck型主拓?fù)潆娐?，電?L2和電容C2組成輸出濾波電路。PWM發(fā)生器輸出的控制信號(hào)從PWM1 口及PWM2 口輸入。圖4為圖2所示電路結(jié)構(gòu)的反饋補(bǔ)償電路圖。圖4中，輸出電壓Vo經(jīng)反饋補(bǔ)償電 路后由光耦U1傳遞到PWM發(fā)生器的輸入比較端。電阻R2、R4構(gòu)成分壓檢測(cè)電路并與運(yùn)放 參考端比較，TL431器件Q1、電阻R3、電容C3、C4組成運(yùn)放補(bǔ)償電路，其零極點(diǎn)校正經(jīng)由電 阻R3、電容C3和電容C4完成，光耦U1起到隔離和信號(hào)傳遞的作用。
權(quán)利要求
基于反饋補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)光互補(bǔ)功率跟蹤控制器，其特征是，設(shè)置用于監(jiān)控電路狀態(tài)并控制蓄電池充放電模式的控制中心；風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的三相交流經(jīng)整流濾波電路后、太陽(yáng)能電池板輸出的直流經(jīng)防反向放電保護(hù)電路后，分別通過(guò)DC/DC電路對(duì)蓄電池充電；控制中心檢測(cè)電路中的電壓電流，通過(guò)反饋補(bǔ)償電路調(diào)制PWM信號(hào)，并且控制所述DC/DC的占空比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反饋補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)光互補(bǔ)功率跟蹤控制器，其特征是，所述 反饋補(bǔ)償電路由電壓檢測(cè)電路、運(yùn)放補(bǔ)償電路、光耦傳遞電路組成，光耦傳遞電路的輸出信 號(hào)送入PWM發(fā)生器，控制蓄電池的充電過(guò)程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反饋補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)光互補(bǔ)功率跟蹤控制器，其特征是，所述 電壓檢測(cè)電路是以分壓電阻R2、R4構(gòu)成電壓信號(hào)檢測(cè)端、以電壓檢測(cè)信號(hào)與運(yùn)放參考端電 壓比較；所述運(yùn)放補(bǔ)償電路由TL431器件Q1及電阻R3、電容C3和C4構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反饋補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)光互補(bǔ)功率跟蹤控制器，其特征是所述反 饋補(bǔ)償電路的輸出信號(hào)通過(guò)光耦U1隔離，并反饋到PWM發(fā)生器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于反饋補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)光互補(bǔ)功率跟蹤控制器，其特征是設(shè)置用于監(jiān)控電路狀態(tài)并控制蓄電池充放電模式的控制中心；風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的三相交流經(jīng)整流濾波電路后，太陽(yáng)能電池板輸出的直流經(jīng)防反向放電保護(hù)電路后分別通過(guò)DC/DC電路對(duì)蓄電池充電；控制中心檢測(cè)電路中的電壓電流，通過(guò)反饋補(bǔ)償電路調(diào)制PWM信號(hào)，用以控制DC/DC的占空比。反饋補(bǔ)償電路由電壓檢測(cè)電路、運(yùn)放補(bǔ)償電路、光耦傳遞電路組成，光耦傳遞電路的輸出信號(hào)送入PWM發(fā)生器，以控制蓄電池的充電過(guò)程。本發(fā)明根據(jù)充電電壓電流自動(dòng)反饋補(bǔ)償，使得控制器跟蹤風(fēng)能、太陽(yáng)能輸入的最大功率。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101860058SQ20101018198
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者何淼, 李書杰, 江國(guó)強(qiáng), 王智靈, 陳宗海 申請(qǐng)人:安徽浩淼光電科技有限公司