小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種智能型高效率的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路。當(dāng)三相交流發(fā)電機(jī)輸出的電能經(jīng)過(guò)整流后，加在+VCC端。場(chǎng)效應(yīng)管MOS管Q1（PNP型），電感線圈L1，二極管D1，電容C2，電阻R2與電阻R3一起構(gòu)成降壓型斬波電路。當(dāng)+VCC端的電壓大于蓄電池的端電壓時(shí)，+VCC端電壓經(jīng)電阻R1使微控制器MCU進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)電壓采樣讀取發(fā)電機(jī)電壓。MCU將根據(jù)蓄電池電壓輸出PWM波形，該波形經(jīng)電阻R2控制MOS管Q１，并參考電流采樣。該電流采樣由電阻R4取樣供給MCU，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的高效率充電。電壓采樣功能是用于電壓自動(dòng)識(shí)別，對(duì)蓄電池充電超過(guò)容量95%時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)小電流浮充，從而延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。當(dāng)電壓過(guò)高時(shí)，MCU啟動(dòng)過(guò)壓保護(hù)功能，啟動(dòng)電磁剎車功能以保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
【專利說(shuō)明】小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種智能型高效率的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉輪所捕捉到的風(fēng)能所轉(zhuǎn)化的電能，是可再生能源的重要組成部分。而小型離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)生的電能，使用蓄電池組進(jìn)行儲(chǔ)能。雖然輸出的電能依照明或其他使用的時(shí)間設(shè)定有一定的規(guī)律，但風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉輪所捕捉到的風(fēng)能的隨機(jī)性，需隨機(jī)地對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電。而蓄電池的壽命取決于蓄電池充放電的次數(shù)。同時(shí)當(dāng)風(fēng)力過(guò)大，如果不對(duì)電能輸出作一限制，會(huì)損傷整個(gè)發(fā)電機(jī)組。
[0003]有鑒于在上述現(xiàn)有產(chǎn)品所衍生的缺點(diǎn)，本案的創(chuàng)作遂竭其心智，以從事所屬行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)，潛心研究并加以創(chuàng)新改良，終于成功研發(fā)完成本智能高效率的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路，實(shí)為一具功效增進(jìn)的創(chuàng)作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為有效解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種智能型高效率的離網(wǎng)型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路，作為控制器的一部分，運(yùn)用在路燈照明系統(tǒng)上等。根據(jù)控制器的功能要求，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉輪未捕捉到風(fēng)能而沒(méi)有電能輸出時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電模塊電源。當(dāng)風(fēng)力過(guò)大時(shí)，限制發(fā)電機(jī)組的能量輸出，從而保護(hù)整個(gè)發(fā)電機(jī)組。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:在控制器中增加此智能功能，當(dāng)蓄電池實(shí)際容量低于90%時(shí)，采用高效率、跟蹤風(fēng)力發(fā)電機(jī)電壓曲線充電模式。當(dāng)蓄電池實(shí)際容量高于95%電量時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)小電流浮充。當(dāng)負(fù)載工作時(shí)(如燈開(kāi)著)，而此時(shí)風(fēng)力機(jī)組的葉輪捕捉到風(fēng)能而有電能輸出時(shí)，優(yōu)先提供給負(fù)載，多余的電能再對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，這樣避免了電能先充到蓄電池，再輸出給負(fù)載，而帶來(lái)更多的能量損耗，及降低蓄電池的壽命。具體地說(shuō)，當(dāng)三相交流發(fā)電機(jī)輸出的電能經(jīng)過(guò)整流后，加在+VCC端。M0S管Q1(PNP型)，電感線圈L1，二極管D1，電容C2，電阻R2與電阻R3 —起構(gòu)成降壓型斬波電路。當(dāng)+VCC端的電壓大于蓄電池的端電壓時(shí)，+VCC端電壓經(jīng)電阻R1使MCU進(jìn)行風(fēng)機(jī)電壓采樣讀取發(fā)電機(jī)電壓。MCU將根據(jù)蓄電池電壓輸出PWM波形，該波形經(jīng)電阻R2控制M0S管Q1，并參考電流采樣。該電流采樣由電阻R4取樣供給MCU，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的高效率充電。電壓采樣功能是用于電壓自動(dòng)識(shí)別，并對(duì)蓄電池充電超過(guò)容量95%時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)小電流浮充，從而延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。當(dāng)電壓過(guò)高時(shí)，MCU啟動(dòng)過(guò)壓保護(hù)功能，即啟動(dòng)電磁剎車功能，將發(fā)電機(jī)的輸出能量限制在一定的范圍，將葉輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速限制在較低轉(zhuǎn)速，以保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組因?yàn)轱L(fēng)力過(guò)大而出現(xiàn)葉輪等失效問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本實(shí)用新型的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0007]圖2為本實(shí)用新型使用狀態(tài)的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實(shí)施方式】
[0008]請(qǐng)參見(jiàn)圖1，圖1是本實(shí)用新型的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。它是一種小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路，從圖可以看出，本電路包括M0S管Q1 (PNP型)，電感線圈L1，二極管D1，電容C2，電阻R2與電阻R3 —起構(gòu)成降壓型斬波電路。電阻R1連接MCU風(fēng)力發(fā)電機(jī)電壓采樣端口，另一端與+VCC相連。蓄電池正極端與MCU另一電壓采樣端口連接。電阻R4端與MCU電流采樣端口連接。
[0009]本電路的工作原理為:當(dāng)+VCC端的電壓大于蓄電池的端電壓時(shí)，+VCC端電壓經(jīng)電阻R1使MCU進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)電壓采樣讀取發(fā)電機(jī)電壓。MCU同時(shí)對(duì)蓄電池端電壓采樣，MCU將根據(jù)蓄電池電壓輸出PWM波形，將兩者電壓進(jìn)行比較。同時(shí)該P(yáng)WM波形經(jīng)電阻R2控制M0S管Q1，并參考MCU通過(guò)電阻R4所獲得的電流采樣，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的高效率充電。另夕卜，電壓采樣用于電壓自動(dòng)識(shí)別。當(dāng)蓄電池充電超過(guò)容量95%時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)小電流浮充，從而延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。當(dāng)電壓過(guò)高時(shí)，MCU啟動(dòng)過(guò)壓保護(hù)功能，即啟動(dòng)電磁剎車功能，將發(fā)電機(jī)的輸出能量限制在一定的范圍，將葉輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速限制在較低轉(zhuǎn)速，以保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組因?yàn)轱L(fēng)力過(guò)大而出現(xiàn)葉輪等失效問(wèn)題。
[0010]請(qǐng)參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型的使用狀態(tài)的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)三相交流發(fā)電機(jī)GA捕捉到風(fēng)能旋轉(zhuǎn)發(fā)電時(shí)，其輸出電流流經(jīng)電阻R3，光耦元件U1，電阻R4，使用M0S管Q2(PNP型)的G極得負(fù)電。而B(niǎo)+是蓄電池的正極，M0S管Q2的S腳與D腳導(dǎo)通，使充電模塊上電，從而實(shí)現(xiàn)高效率給蓄電池充電。當(dāng)三相交流風(fēng)力發(fā)電機(jī)未捕捉到風(fēng)能而無(wú)電流輸出時(shí)，M0S管Q2 (PNP型)的G極無(wú)法得到負(fù)電，所以M0S管Q2處于自動(dòng)斷開(kāi)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)充電模塊靜態(tài)零功耗。該電路改善了充電效率，從而改善了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整體性能。
【權(quán)利要求】
1.一種智能型高效率的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路，其特征在于，其包含:MOS管Ql(PNP型)，電感線圈LI，二極管D1，電容C2，電阻R2與電阻R3 ;電阻Rl連接MCU風(fēng)力發(fā)電機(jī)電壓采樣端口，另一端與+VCC相連；蓄電池正極端與MCU另一電壓采樣端口連接；電阻R4端與MCU電流采樣端口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的智能型高效率的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路，其特征在于:MOS管QUPNP型)，電感線圈LI，二極管Dl，電容C2，電阻R2與電阻R3 —起構(gòu)成降壓型斬波電路。
3.如權(quán)利要求1所述的智能型高效率的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路，其特征在于:電阻Rl連接MCU風(fēng)力發(fā)電機(jī)電壓采樣端口，另一端與+VCC相連。
4.如權(quán)利要求1所述的智能型高效率的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路，其特征在于:蓄電池正極端與MCU另一電壓采樣端口連接。
5.如權(quán)利要求1所述的智能型高效率的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路，其特征在于:電阻R4端與MCU電流采樣端口連接。
6.如權(quán)利要求1，4或5所述的智能型高效率的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路，其特征在于:電壓采樣用于電壓自動(dòng)識(shí)別；當(dāng)蓄電池充電超過(guò)容量95%時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)小電流浮充。
7.如權(quán)利要求1，4或5所述的智能型高效率的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電電路，其特征在于:當(dāng)電壓過(guò)高時(shí)，MCU啟動(dòng)過(guò)壓保護(hù)功能，即啟動(dòng)電磁剎車功能。
【文檔編號(hào)】H02J7/24GK204145054SQ201420686901
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】王樂(lè)平, 胡健, 艾奇 申請(qǐng)人:湖南三人能源科技股份有限公司