CN202602348U - 一种风光互补风能发电机充电控制器 - Google Patents

一种风光互补风能发电机充电控制器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于全波倍压整流和半波整流的电路设计的风光互补风能发电机充电控制器，其包括风能发电机、蓄电电源、充电控制器，所述的蓄电电源正极输出端连接了一个电流检测器，电流检测器的输出端连接到微控制器的输入端，电路中的两个继电器通过微控制器的控制可使电路工作在全波倍压整流或者半波整流模式，从而实现风能发电机在低风速启动、提高风能发电机发电充电转换效率、蓄电池充电保护、结构简单***有较高的稳定性、在不需要风扇散热的情况下，容易实现控制器结构相对密封，能在沿海等酸碱要求较高的地方使用的风光互补风能发电机充电控制器。

Description

一种风光互补风能发电机充电控制器
技术领域
本实用新型涉及一种通过风力发电机和太阳能电池板对续电器充电的装置，尤其涉及一种风光互补风能发电机充电控制器。
背景技术
太阳能和风能都是清洁的，取之不尽的可再生能源资源，也不会造成污染，大力推广和利用太阳能、风能发电技术和产品是一种长远的、经济的环保投资。目前风能发电机在很多领域得到普及，较先进的为采用DC-DC最大功率匹配转换器控制器，即将风能发电机的三相输出端分别连接一个二极管的输入端和另一个二极管的输出端，三相的一个二极管输出端并联在蓄电电源的正极上，三相的另一个二极管输入端并联在蓄电电源的负极上，并且在蓄电电源的正负极上并联上一个最大功率匹配转换器16，此种充电控制器只有在风能较充足的情况下才能较好的将风能转换成电能，整体成本较高，而且匹配装置工作本身会有较高的能量消耗，需有较好的散热设施，性能稳定性较低。
发明内容
本实用新型要解决的问题是提供一种基于全波倍压整流和半波整流的电路设计，可以实现风能发电机在低风速启动、提高风能发电机发电充电转换效率、蓄电池充电保护、结构简单***有较高的稳定性、在不需要风扇散热的情况下，容易实现控制器结构相对密封，能在沿海等酸碱要求较高的地方使用的风光互补风能发电机充电控制器。
为实现上述内容，本实用新型设计如下：
风能发电机的三相输出端分别连接一个二极管的输入端和另一个二极管的输出端，三相的一个二极管输出端并联在蓄电电源的正极上，三相的另一个二极管输入端并联在蓄电电源的负极上，所述的风能发电机另一输出端并联两个电容的一端，第一电容两端分别连接在蓄电电源的正极和负极上，其与蓄电电源负极连接线路上设有第二继电器，第一电容与第二继电器的一个通道组成半波整流电路；第二电容另一端连接在蓄电电源的负极上，其与第二继电器的另一通道以及第一电容组成全波倍压整流电路，在第二电容和第二继电器连接线路上设有第一继电器。
所述的蓄电电源正极与第一电容的连接线路上还串联一个电流检测器，电流检测器的输出端连接到一个微控制器的输入端。
本实用新型采用以上技术方案，通过全波倍压整流和半波整流电路的设计，电流检测器将风能及蓄电池电压及充电电流等信息模拟量转换成高低电平反馈给微控制器，微控制器再控制对应继电器工作。当风力较充足时，继电器工作于全波倍压整流倍压模式，提高风能发电机发电充电转换效率；当蓄电池电量接近饱和时，继电器工作于半波整流模式，减少充电电流、电压，对蓄电池起到保护作用；当风力比较大时电流检测器检测到充电电流超过蓄电电源额定充电电流，继电器切换到半波整流模式，直到电流低于设定值重新恢复全波倍压整流模式，延长蓄电电源的循环寿命。且本实用新型没有由大功率电感、多组大功率开关管及算法复杂的微控制器构成的DC-DC功率匹配转换部分，有较好的成本优势。
附图说明
图1 是最大功率匹配充电控制器基本电路；
图2是本实用新型风光互补风能发电机充电控制器的基本电路。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型的风光互补风能发电机充电控制器，风能发电机V1的三相输出端1、2和3分别连接一个二极管的输入端5、6和7和另一个二极管的输出端5、6和7，三相的一个二极管输出端8并联在蓄电电源V2的正极13上，三相的另一个二极管输入端11并联在蓄电电源V2的负极12上，风能发电机V1另一输出端4并联两个电容C1和C2一端9，第一电容C1两端8和9分别连接在蓄电电源V2的正极13和负极12上，其与蓄电电源V2负极12连接线路上设有第二继电器K2，第一电容C1与第二继电器K2的一个通道组成半波整流电路；第二电容C2另一端10连接在蓄电电源V2的负极12上，第二电容C2与第二继电器K1的另一通道以及第一电容C1组成全波倍压整流电路，在第二电容C2和第二继电器K2连接线路上设有第一继电器K1。蓄电电源V2正极13与第一电容C1的连接线路上还串联一个电流检测器14，所述的电流检测器14的输出端连接到一个微控制器15的输入端。
 如图2所示，本实用新型工作原理为：选用发电机额定电压与蓄电电源充饱电压接近，由于大容量蓄电池有较低的内阻且风能发电机内阻相比较大，发电机对蓄电源充电时，经过一级倍压电路，风能发电机输出电压被钳至空载电压的一半电压附近，靠近最佳功率匹配点，提高风能发电机发电充电转换率。通过两个继电器K1和K2配合切换，控制全波倍压整流和半波整流的选择。第二继电器K2用于切换倍压或者半波整流模式，第一继电器K1用于避免第二继电器K2对第二电容C2直接短路。其控制原理为：比较器15将风能及蓄电池电压及充电电流等信息模拟量转换成高低电平反馈给微控制器14，微控制器14再控制对应继电器作业。
根据以上实施方式举例说明其工作原理：默认第二继电器K2切换在半波整流模式，第一继电器K1不与第二电容C2闭合，发电机V1启动时输出没有带载，使发电机V1容易在低风速时启动，在发电机V1顺利运转后，比较器15检测发电机输出电压并反馈给微控制器14，如果达到设置电压，即代表风力较充足，微控制器14控制第二继电器K2先切换到倍压模式，之后第一继电器K1连接第二电容C2，工作倍压模式，提高风能发电机发电充电转换效率。当蓄电电源V2电量接近饱和时，第二继电器K2切换到半波整流模式，之后第一继电器K1与第二电容C2断开，工作于半波整流模式。当风力比较大时比较器检测到充电电流超过蓄电电源额定充电电流，微控制器14控制第一继电器K1断开与第二电容C2连接，第二继电器K2切换到半波整流模式，直到电流低于设定值重新恢复倍压模式。复倍压模式。

Claims (2)

1.一种风光互补风能发电机充电控制器，风能发电机的三相输出端分别连接一个二极管的输入端和另一个二极管的输出端，三相的一个二极管输出端并联在蓄电电源的正极上，三相的另一个二极管输入端并联在蓄电电源的负极上，其特征在于：所述的风能发电机另一输出端并联两个电容的一端，第一电容两端分别连接在蓄电电源的正极和负极上，其与蓄电电源负极连接线路上设有第二继电器，第一电容与第二继电器的一个通道组成半波整流电路；第二电容另一端连接在蓄电电源的负极上，其与第二继电器的另一通道以及第一电容组成全波倍压整流电路，在第二电容和第二继电器连接线路上设有第一继电器。
2.根据权利要求1所述的一种风光互补风能发电机充电控制器，其特征在于：所述的蓄电电源正极与第一电容的连接线路上还串联一个电流检测器，电流检测器的输出端连接到一个微控制器的输入端。
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