CN204967298U - 一种新型的充电站电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型的充电站电路，依次包括蓄电池控制器、蓄电池、总开关、辅助充电电路、可充电式辅助供电电路、同步开关和充电桩，其中蓄电池由蓄电池控制器选择市电供电模式、风能供电模式或太阳能供电模式进行蓄能，同步开关包括一常开式继电器RLY，常开式继电器RLY的线圈绕组一端接总开关的输出端，另一端接地；常开式继电器RLY的常开触点接在辅助充电电路输出端与充电桩的输入端之间。本实用新型通过改进充电站及其分***或部件，可以提高充电站的整体性能。

Description

一种新型的充电站电路

技术领域

本实用新型涉及应急充电技术领域，特别涉及充电站及其分***或部件。

背景技术

智能手机等电子设备的使用越来越普遍，突出的问题是电池消耗过快，当电池耗尽时给使用者带来极大的不便。目前，一些地方在公共场所设置了应急充电桩，缺陷之一是在这种充电桩通过市电充电而进行蓄能，在电力环境欠佳时易造成蓄电池电力不足，由此导致充电桩失效。此外，若同时充电的电子设备过多，蓄电池将被吸收很大的电流，经常造成蓄电池压降过快，长此以往将引起蓄电池寿命缩短。有鉴于此，有必要对充电站及其分***或部件进行改进，以便提高充电站的整体性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于改进充电站及其分***或部件，以便提高充电站的整体性能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种新型的充电站电路，依次包括蓄电池控制器、蓄电池、总开关、辅助充电电路、可充电式辅助供电电路、同步开关和充电桩，其中蓄电池由蓄电池控制器选择市电供电模式、风能供电模式或太阳能供电模式进行蓄能，其特征在于，同步开关包括一常开式继电器RLY，常开式继电器RLY的线圈绕组一端接总开关的输出端，另一端接地；常开式继电器RLY的常开触点接在辅助充电电路输出端与充电桩的输入端之间；充电桩上设置触摸屏供用户操作，且充电桩连接到控制中心以便监控设备运行状况及用户使用状况；充电站的市电供电装置包括市电接入端子、交直流转换器，该交直流转换器接至蓄电池控制器，市电接入端子接入的交流电经交直流转换器转换为直流电，在蓄电池控制器的控制下向蓄电池充电；充电站的风能供电装置包括风轮机、发电机、整流器、逆变器、蓄电池控制器及蓄电池，风轮机、发电机、整流器及逆变器依次连接成供电主路来向交流负载供电；整流器、蓄电池控制器、蓄电池、逆变器依次连接成蓄能支路，该蓄电池控制器控制整流器向蓄电池充电以及控制蓄电池向逆变器放电；充电站的太阳能供电装置包括太阳能电池、蓄电池控制器、蓄电池、逆变器，蓄电池控制器的充电电路接于太阳能电池与蓄电池之间，蓄电池控制器的放电电路接于蓄电池与逆变器之间，蓄电池控制器的控制电路分别连接蓄电池控制器的充电电路、蓄电池控制器的放电电路及蓄电池，逆变器接至交流负载；所述逆变器包括功率管驱动芯片及六个功率管，功率管驱动芯片接至微处理器电路以根据微处理器电路输出的脉冲宽度调制信号来驱动对应的功率管交替导通和关断，六个功率管分成三组，每组功率管控制一相输出。

与现有技术相比，本实用新型的充电站可采用市电、风能及太阳能三种模式进行蓄能，不仅有助于节能，也有利于克服电力供电环境差带来的不利的影响。此外，由于充电站的总开关与充电桩之间串接辅助充电电路、可充电式辅助供电电路和同步开关，充电站在充电时不会向蓄电池吸收大的电流，使得充电站充电更为平稳，也有助于延长蓄电池的使用时间。

附图说明

图1为本实用新型充电站的原理图；

图2为图1所示本实用新型充电站在增加辅助充电电路、辅助供电电路及同步开关后的功能框图；

图3为本实用新型充电站的第一实施例的电路图；

图4为本实用新型在图3基础上对辅助充电电路进行等同替换后的第二实施例电路图；

图5为本实用新型在图3基础上对同步开关电路用继电器等同替换后的第三实施例电路图；

图6为本实用新型在图3基础上增加欠压旁通电路后的第四实施例电路图；

图7为本实用新型在图6基础上欠压旁通电路增加防电流倒灌二极管后的第五实施例电路图；

图8为本实用新型在图6基础上对欠压旁通电路进行灵敏度调整改进后的第六实施例电路图；

图9为本实用新型在图6基础上对欠压旁通电路进行等同替换后的第七实施例电路图；

图10为本实用新型在图8基础上增加声光报警电路后的第八实施例电路图；

图11为本实用新型在图7的基础上对辅助充电电路用开关式电源充电管理模块等同替换后的第九实施例电路图；

图12为本实用新型充电站的市电供电装置的方框图；

图13为本实用新型充电站的蓄电池控制器的方框图；

图14为本实用新型充电站的交直流转换器的电路图；

图15为本实用新型充电站的风能供电装置一实施例的示意图；

图16为本实用新型充电站的风能供电装置另一实施例的示意图；

图17为本实用新型充电站的逆变器的电路图；

图18为本实用新型充电站的太阳能供电装置的方框；

图19为本实用新型充电站的太阳能电池的示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1，为本实用新型充电站的方框图。该充电站包括依次连接的蓄电池控制器9、蓄电池1、总开关2和充电桩6，其中：蓄电池控制器9接入市电、风能、太阳能三种电力，可选择市电供电模式、风能供电模式、太阳能供电模式之一对蓄电池1进行蓄能，该蓄电池1经总开关2后接至充电桩6，该充电桩6的桩体上设置若干充电端口来供用户终端设备进行充电。此外，该充电桩6上设置触摸屏供用户操作，且充电桩6连接到控制中心以监控设备运行状况及用户使用状况。

参见图2，为本实用新型充电站的功能框图。在总开关2和充电桩6之间依次串入辅助充电电路3、可充电式辅助供电电路4以及同步开关5，其中：辅助充电电路3用于实现蓄电池1对可充电式辅助供电电路4的充电；可充电式辅助供电电路4的正极接辅助充电电路3的输出端，用于实现蓄电池1在充电站充电瞬间端电压下降时，可充电式辅助供电电路4被加至充电桩6，以保证充电桩6的工作电压正常；同步开关5用于实现总开关2在开通和关断时，可充电式辅助供电电路4同步对充电桩6的供电和断电。由此，可让充电站在充电时不向蓄电池吸收大的电流，使得各种参与充电的电器处于正常工作电压下。

图2中，可充电式辅助供电电路4包括电池式供电电路4A和电池供电滤波电路4B，其中：电池式供电电路4A可为小容量铅酸蓄电池或锂聚合物电池组，用于实现蓄电池1在充电站充电桩6充电瞬间端电压下降时，电池式供电电路4A被加至充电桩6；电池供电滤波电路4B用于实现电池式供电电路4A的电路滤波，保证充电桩5的输入电压平滑。

为实现同样目的，可充电式辅助供电电路4也可由含超级电容器(Supercapacitors)的充电回路的代替。超级电容器又叫双电层电容器(ElectricalDoule-LayerCapacitor)、黄金电容、法拉电容，其通过极化电解质来储能，容量比通常的电容器大得多。由于超级电容器容量很大，对外表现和电池相同，因此也称作“电容电池”。超级电容器可提供瞬时功率输出，目前常作为充电站或其它不间断***的备用电源的补充，本实用新型在实施时可具体根据情况选用。

本实用新型的各部分电路均有多种实现形式，下面结合具体实现电路进一步说明。

为方便起见，以下实施例中各功能模块编号和元器件代号按一定规则进行了编码其中：第一个数字表示附图标记，第二个数字表示实施例编号，如：辅助充电电路3-3中，第一个3表示辅助充电电路，第二个3表示为第三实施例中的辅助充电电路；电阻R1-3，1表示电阻的位置，3表示为第三实施例中的电阻。需注意的是，下文在某些场合下可能省略其中仅表示实施例编号的第二个数字，而仅保留作为附图标记的第一个数字。

参见图3，所示实施例一为本实用新型较为实用的电路图，二极管D1-1和电阻R1-1串联组成辅助充电电路3-1，该电路常在手机充电器中使用；可充电电池BT1-1组成电池式供电电路和电池供电滤波电路4-1，连接于辅助充电电路3-1的输出端；电阻R7-1、NPN三极管Q7-1、电阻R8-1、PNP三极管Q8-1组成同步开关5-1，三极管Q8-1发射极接辅助充电电路3-1的输出端、集电极接充电桩6-1的输入端、基极接电阻R8-1，三极管Q7-1发射极接地、集电极经电阻R8-1后连接于三极管Q8-1的基极、基极经电阻R7-1后连接于辅助充电电路3-1的输入端。

当总开关2-1处于接通状态时，充电站正常工作，蓄电池端电压在13.2V至14.7V之间变动；这时，蓄电池通过二极管D1-1、电阻R1-1向可充电电池BT1-1充电，以确保在下次充电充电站充电时可充电电池BT1-1有足够的容量向充电桩供电。

当总开关2-1处于接通状态时，同步开关5-1工作，三极管Q8-1会饱和导通。具体过程是：总开关2-1闭合后、经电阻R7-1使三极管Q7-1导通，电阻R8-1中有电流流过，使得三极管Q8-1饱和导通，这样，可充电电池BT1-1的电压直接加到充电桩上；Q8-1选用PNP型三极管，且发射极接可充电电池BT1-1的正极，是为让同步开关5-1电路获得极低的压降，让可充电电池BT1-1的电压近乎无损地传至充电桩6-1；当总开关2-1处于断开状态时，三极管Q7-1的基极无法获得电流，Q7-1截止，Q8-1同时截止，这样实现关断可充电电池BT1-1的输出，BT1-1不再对外放电，实现同步开关功能。

按下充电开关瞬间，充电站充电桩开始吸收数百安工作电流，原有蓄电池1-1电压下降；这时，由于二极管D1-1的存在，可充电电池BT1-1因为二极管D1-1的单向导电特性，而无法向原有蓄电池1-1放电，只能对充电桩6-1供电；由于可充电电池BT1-1的放电能力强、端电压稳定，如稳定在12.8V，这时尽管原有蓄电池1-1电压下降，但由于可充电电池BT1-1的存在，充电桩6-1的工作电压正常。

由于存在可充电电池BT1-1，充电站即可充电成功。成功充电充电站后，充电站正常工作，通过二极管D1-1、电阻R1-1向可充电电池BT1-1充电，以供下次充电时使用。

本实施例中可充电电池BT1-1可用为电池供电滤波电路(4B)，其本身相当于数法拉的电解电容，而其等效串联电阻ESR极低，常低至10mΩ以下，故滤波效果极好。

可充电电池BT1-1在选取时，确保在不充电情况下，可以反复充电充电站数十次以上。优选地，可充电电池BT1-1可以为小容量铅酸蓄电池、锂聚合物电池组等可多次循环充电的电池。

参见图4，所示实施例二仅画出了辅助充电电路3-2，其它功能模块与实施例一相同。为实施例一中辅助充电电路的替代方案，如图4所示，MOS管Qt为P沟道、低压、体内无寄生二极管(BodyDiode)的MOS管，其栅极通过电阻Rg接地，这样实现其源极(S极)、漏极(D极)分别对应二极管的正极(阳极)、负极(阴极)的等同替代。

本实施例电路的工作原理为：MOS管Qt为电压控制器件，当如图4接法时，场效应MOS管Qt的栅极通过电阻Rg接地，而源极电压为蓄电池电压，设为12.8V；这时，其VGS＝-12.8V，大于MOS管开启电压，使得MOS管Qt完全导通。目前，P沟道MOS管的导通内阻可以低至10mΩ以下，完全可以胜任上述设计要求。在充电充电站的瞬间，原有蓄电池的电压在充电瞬间端电压下降,同时场效应MOS管Qt的VGS下降，MOS管退出导通，进入关断状态，其D极、S极恢复为开路状态，可充电电池BT1-2因此而无法向原有蓄电池放电。因此，本实施例中的场效应MOS管Q作用等同于一只二极管。

顺便指出的是，在上述实施例二中Rg的任意一端可入二极管，其作用在于可以调整场效应MOS管Qt的关断灵敏度。

参见图5，所示实施例三中的同步开关5-3为常开式继电器RLY，其它功能模块与实施例一相同。参见图5，继电器RLY的线圈绕组接原有总开关之后，另一端接地；常开触点接在可充电电池BT1-3与充电桩6-3之间。当总开关2-3处于接通状态时，继电器RLY线圈得电，常开触点在继电器吸合下，变为闭合状态，可充电电池BT1-3的电压通过闭合的触点加到充电桩6-3上，充电桩6-3得电正常工作。

参见图6，所示实施例四在实施例一的基础上，增加一欠压旁通电路7-4，该欠压旁通电路连接于总开关2-4输出端和充电桩6-4的输入端之间。参见图6，该欠压旁通电路7-4可以实现：当可充电电池BT1-4由于某种原因电压不足或无电压时，欠压旁通电路7-4可以把原有蓄电池的电压近乎无损失地加到充电桩6-4上，由此确保恢复原车的电路、充电站性能。

本实施例中，欠压旁通电路7-4由PNP三极管Q1-4、电阻R3-4、NPN三极管Q2-4、电阻R2-4、PNP三极管Q3-4、电阻R4-4组成；原有蓄电池1-4电压经总开关2-4后，一路加至辅助充电电路3-4，另两路加至三极管Q1-4和Q3-4的发射极；三极管Q1-4的集电极连接至充电桩6-4供电端，三极管Q1-4的基极经电阻R3-4连接至Q2-4的集电极；Q2-4的发射极接地，Q2-4的基极经电阻R2-4连接至Q3-4的集电极；Q3-4的基极经电阻R4-4接到可充电电池BT1-4的正极。

该电路的工作原理为：当某种原因引起可充电电池BT1-4电压不足或无电压时，电阻R4-4与可充电电池BT1-4连接端的电压下降，蓄电池1-4电压经总开关2-4后经三极管Q3-4发射极、三极管Q3-4基极、电阻R4-4对可充电电池BT1-4小电流充电，因电阻R4-4取值大，这个电流很小。此时，三极管Q3-4会导通，引起电流流经电阻R2-4，三极管Q2-4的基极、发射极有电流流过，三极管Q2-4导通；电阻R3-4中有电流流过，引起三极管Q1-4饱和导通。由于三极管Q1-4饱和压降很低，在0.07V至0.15V之间，这样把原有蓄电池1-4的电压通过三极管Q1-4的集电极加到充电桩6-4上。此时，充电桩6-4上得到的电压为12.65V(原有蓄电池的电压降为-0.15V，原有蓄电池的电压为12.8V)，使得充电桩6中的电路基本工作在蓄电池电压上。

当可充电电池BT1-4电压正常时，电阻R4-4中无电流流过，三极管Q3-4、Q2-4、Q1-4都处于截止状态。此时，图6中的欠压旁通电路7-4的耗电量接近0，电阻R4-4中可实现微安级的漏电流或更低的电流流过，不会引起原有蓄电池1-4和可充电电池BT1-4的不正常放电，由此符合柴油要求的自放电小或为零的要求。

参见图7，所示实施例五为实施例四的改进方案。如图7所示，欠压旁通电路7-5中增加二极管D2-5，二极管D2-5正极接可充电电池BT1-5的正极，负极接同步开关5的输入端，防止欠压旁通电路7-5工作时，电压倒灌回电压不足的可充电电池BT1-5，这是利用公知的二极管单向导电特性完成的。当然，D2-5也可以如同图4所示用P沟道的MOS管和一只电阻代替图3中的二极管。

参见图8，所示实施例6为实施例四中的另一种改进方案。参见图8，为了分析方便，将进行改进的欠压旁通电路7-6独立出来进行描述。图8中，欠压旁通电路7-6较图6增加了一只电阻R5-6，该电阻R5-6一端与三极管Q3-6的发射极相连接，另一端与三极管Q3-6的基极相连接。

本实施例中，由于新增了电阻R5-6，使得电路的功能得到增强。图6中，充电电池BT1-6的电压比原有蓄电池的电压低0.7V时，图6中的欠压旁通电路7-6就可能工作；而在图8中，因电阻R5-6的分流作用，使得电压差值可以通过调节R5-6的阻值进行调节，由此可以调节电路的工作灵敏度和可靠性。

参见图9，所示实施例七为实施例四的等同替代方案。在此将进行了等同替换的欠压旁通电路7-7独立画出，进行描述。参见图9，欠压旁通电路7-7由三极管Q1-7、Q2-7、Q3-7和电阻R2-7、R3-7、R4-7和R5-7组成，其中三极管Q2-7和Q3-7为NPN型三极管，三极管Q1-7为PNP型三极管。具体接法是：总开关输出端连接Q1-7的发射极和R2-7，R2-7的另一端连至三极管Q2-7的基极和Q3-7的集电极；三极管Q3-7、Q2-7的发射极接地；三极管Q3-7的基极连接至R4-7和R5-7串接的串联点，R5-7另一端接地，R4-7另一端接可充电电池BT1的正极；三极管Q2-7的集电极通过电阻R3-7连接Q1-7的基极，Q1-7的集电极接充电桩。

该实施例七的电路原理为：若可充电电池BT1的电压低，则通过R4-7和R5-7分压成的电压不足0.7V，此时Q3-7的基极和发射极无法导通；Q3-7截止，则蓄电池1上的电压经R2-7加到Q2-7的基极与发射极上，Q2-7的基极与发射极因为有电流而导通，Q2-7的集电极电压下降，R3-7中有电流流过，引起Q1-7饱和导通；Q1-7饱和压降很低，在0.07V至0.15V之间，这样把原有蓄电池的电压通过Q1-7的集电极加到充电桩上，充电桩6-7上得到的电压即为：原有蓄电池的电压-0.15V，若原有蓄电池的电压为12.8V，那么充电桩上得到的电压为12.65V，充电桩中的电路基本工作在蓄电池电压上。

参见图10，所示实施例八为在实施例四的基础上的进一步改进，具体为在欠压旁通电路7-8的基础上增加一声光报警电路8-8，可以实现当可充电电池的电压出现低压时，当欠压旁通电路7-8工作时输出声光报警信号，使得操作人员可以得到及时的声光提示，以便及时处理导常情况。

参见图10，该电路是在图8的电路上增加一只NPN型三极管Q6-8和一只电阻R6-8以及声光提示电路得到的，其中：电阻R6-8连接于电阻R2-8和三极管Q3-8集电极的连接点上，电阻R6-8的另一端连接三极管Q6-8的基极；三极管Q6-8的发射极接地，三极管Q6-8集电极的接声光提示电路的电源负极；声光提示电路的电源正极接总开关的输出端。

电路工作原理为：当可充电电池BT1的电压低时，三极管Q3-8会导通；这时，三极管Q6-8的基极通过电阻R6-8获得电流，三极管Q6-8饱和导通；驱动声光提示电路发出声响或点灯导常指示灯或导常指示灯发出闪光信号；由此，操作人员可以得到及时的声光提示，以便及时处理异常情况。

参见图11，所示实施例九使用开关式电源充电管理模块3-9替代实施例一中的二极管D1和电阻R1，由此组成相对恒流的线性辅助充电电路；该电路更加可靠，一样可以实现实用新型目的。

参见图11，该电路的工作原理同图7电路，开关式电源充电管理模块普遍用于移动电话，简称“手机”的电池充电管理上。本实用新型使用的开关式电源充电管理模块具有以下特性：(1)输出为恒流，以便延长可充电式电池BT1的寿命；(2)达到可充电式电池BT1的充电终止电压时，自行关断充电回路；(3)当原有蓄电池电压低于某值时，可恢复式自行关断电源充电管理模块；由此可以实现在充电充电站工作时，减轻原有蓄电池的放电电流。

上述实施例一至实施例九中用可充电电池BT1用为电池供电滤波电路，其本身相当于数法拉的电解电容，而其等效串联电阻ESR极低，低至10mΩ以下，滤波效果极好；而使用开关式电源充电管理模块替代二极管D1和电阻R1组成的辅助充电电路后，滤波效果比专用的电容效果要提升数十倍以上，由此可以确保电路不因开关电源的影响而产生高压充电失败。

本实用新型实施例的蓄电池具有市电蓄能模式、风能蓄电模式及太阳能蓄电模式，其中：市电供电装置、风电供电装置、太阳能供电装置可共用蓄电池控制器及蓄电池；风电供电装置和太阳能供电装置还可共用逆变器。当然，市电供电装置、风电供电装置、太阳能供电装置也可分别设立相应的单元。以下分别对各种充电方式进行说明。

参见图12，示出本实用新型市电供电装置的方框图。该市电供电装置依次包括市电接入端子20、交直流转换器11，该交直流转换器11接至蓄电池控制器1，市电接入端子20接入220v或380v交流电，经交直流转换器11转换为直流电，在蓄电池控制器9的控制下向蓄电池1充电，以保证蓄电池1有足够电能。风量或阳关不足时，市电工作模式起动，220v或380v市电交流电经交直流转换器11转换为直流电，在蓄电池控制器9控制下向蓄电池1充电，使得蓄电池1保持充分电能。这样，本实用新型实现了三种模式的供电，有利于实现节能目的。

参见图13，示出本实用新型蓄电池控制器的方框图。该蓄电池控制器9可分时段接入市电、风能及太阳能电力，该蓄电池控制器9包括充电电路91、放电电路93、控制电路92及防雷电路94，充电电路91、放电电路93和蓄电池1并联，防雷电路94和蓄电池1串联。由于增加了防雷电路94，流过蓄电池1的雷击电流大为减小。

本实施例中的防雷电路94具体为防雷电感，添加该防雷电感后流过蓄电池1的雷击电流大为减小；同时，该防雷电感的感抗远大于蓄电池内阻，由此在蓄电池1两端所分残压也大为减小，这样也增强了***的防雷能力。此外，也可于充电电路91、放电电路93分别串联防雷电感，以进一步改善防雷能力。

参见图14，示出本实用新型交直流转换器的电路原理图。该包括交直流转换器主要包括整流电路111和滤波电路112，其中：整流电路111用于给输入交流电进行整流处理，优选地采用全波桥式整流电路BR1，其由四个二级管构成，设计简单实用，可以很好地满足客户的整流需求；滤波电路112用于给整流处理后的交流电V+进行滤波处理，其包括二极管D3.11、二极管D4.11、二极管D8.11、二极管D9.11、电容C7.11以及电容C9.11，二极管D3.11的阳极与整流电路的输出连接，二极管D3.11的阴极与二极管D9.11的阴极连接，电容C7.11的一端与二极管D3.11的阴极连接，电容C7.11的另一端分别与二极管D8.11的阳极和二极管D4.11的阴极连接，二极管D8.11的阴极与二极管D9.11的阳极连接，电容C9.11的一端与二极管D4.11的阳极连接，电容C9.11的另一端与二极管D9.11的阳极连接，二极管D9.11的阴极还与直流输出端连接。

如图14所示，该交直流转换器的工作原理及工作工程是：转换时将电容C7.11和电容C9.11串联进行储能，使得电容C7.11和电容C9.11为小电容即可完成原来使用大电容实现的交流-直流的转换，降低了交直流转换器的实现成本，同时降低了整个电路的功率因数。当整流处理后的交流电的电压大于电容C7.11和电容C9.11的电压和时，整流处理后的交流电依次经二极管D3.11、电容C7.11、二极管D8.11以及电容C9.11到地给电容C7.11和电容C9.11充电，二极管D4.11和二极管D9.11截止。这里电容C7.11和电容C9.11使用相等电容值的电容，这两个电容可以充电到(Vbuck/2)＝(Vac峰值/2)。这时整流处理后的交流电的电压小于等于电容C7.11和电容C9.11的电压和，即V+变化到小于等于(Vac峰值/2)，二极管D3.11截止，V+不再给直流输出端供电，这时二极管D8.11截止，二极管D4.11和二极管D9.11导通。通过电容C7.11、二极管D4.11和电容C9.11、二极管D9.11给直流输出端放电，也就是通过电容C7.11和电容C9.11对负载回路供电。这时直流输出端(即Vbuck)的电压变化就不会和V+样具有波峰和波谷，而是平滑变化的波峰，由此起到波形斩波的效果。同时当V+变化到小于等于(Vac峰值/2)，V+不对直流输出端供电，即在电压变化为波谷时，输入电流也减小至0，所以电压和电流变化一致性比一般用大电解电容的电路的一致性要好，所以本实施例交直流转换器的电源输入功率因数也会提高。

在图14中，交直流转换器还包括滤波电容C10.11，滤波电容C10.11的一端与直流输出端连接，滤波电容C10.11的另一端接地。通过滤波电解电容C10的滤波使得直流输出端输出的电压更加平滑，更好的满足用户直流供电的需求。此外，该交直流转换器还包括用于指示交直流转换器的工作状态的发光二极管D1.11，发光二极管D1.11的阴极接地，发光二极管D1.11的阳极通过电阻R5.11与直流输出端Vbuck连接。进一步地，该交直流转换器还包括用于保护发光二极管D1.11的稳压二极管D2.11，稳压二极管D2.11的阳极接地，稳压二极管D2.11的阴极通过电阻R4.11分别与直流输出端和发光二极管D1.11的阳极连接。当本实施例的交直流转换器给直流输出端供电时，发光二极管D1.11这时会被点亮以指示本交直流转换器处于工作状态。而稳压二极管D2.11则可以保证发光二极管D1.11两端的工作电压不会过大而将发光二极管D1.11损坏。

参见图15，示出本实用新型风能供电装置的方框图。该风能供电装置包括风轮机14、发电机13、整流器12、逆变器10、蓄电池控制器9及蓄电池1，风轮机14、发电机13、整流器12及逆变器10依次连接成供电主路，以向交流负载供电；整流器12、蓄电池控制器9、蓄电池1、逆变器10依次连接成蓄能支路，该蓄电池控制器9控制整流器12向蓄电池1充电以及控制蓄电池1向逆变器10放电。

在风能供电模式下，风轮机14将捕获的风能以机械能的形式驱动发电机13，输出的电压和频率都变化的交流电经整流器12转为直流电，风量充足时经逆变器10转为恒压恒频的交流电来供交流负载使用，多余电力在蓄电池控制器9控制下向蓄电池1充电；蓄电池1的电能提供给直流负载，也可在风量不足时放电至逆变器10。

参见图16，示出本实用新型另一实施例的改进型风能供电装置的方框图。该风能供电装置由风轮机14、发电机13、整流器12、直流升压电路19、逆变器10、蓄电池控制器9、蓄电池1、***控制器15、泄能负载控制器17、泄能负载18、制动刹车装置16等组成，其中：风轮机14、发电机13、整流器12、直流升压电路19、逆变器10依次连接成供电主路，以向交流负载供电；蓄电池控制器9、蓄电池1、逆变器10依次连接成蓄能支路，该蓄电池控制器9控制整流器12向蓄电池1充电以及控制蓄电池1向逆变器10放电；制动刹车装置16作用于风轮机14动力轴；泄能负载18经泄能负载控制器17接于发电机13的输出端；***控制器15分别连接制动刹车装置16、泄能负载控制器17及蓄电池控制器9，以便控制制动刹车装置16刹车、泄能负载18泄能及蓄电池1充电；该***控制器15接入逆变器10、蓄电池1及风能传感器的采集信号，以便对根据负载状态、蓄能状态及风速状况来调节风电供电装置的运行状态。

针对风速达到风轮机运转的切入风速，且未超出切出风速时，在稳定的工作风速内，***控制器根据风速状况、负载电流阈值、置蓄电池的阈值来控制开关T1～T5的状态传输能量，主要包括以下几种情况(如图16所示)：

(1)风轮机→发电机→整流器→直流升压电路→逆变器→交流负载。

(2)线路1：风轮机→发电机→整流器→直流升压电路→逆变器→交流负载；线路2：风轮机→发电机→整流器→蓄电池(充电)；线路3：风轮机→发电机→泄能负载；线路4：风轮机→制动刹车装置。

(3)线路5：风轮机→发电机→整流器→直流升压电路→逆变器→交流负载；线路6：蓄电池(放电)→直流升压电路→逆变器→交流负载。

(4)蓄电池(放电)→直流升压电路→逆变器→交流负载。

如果无风以及风速过大，超出风力发电机承受的最大风速，那时将要启动机械刹车装置，将风轮机锁住，以保护风力发电***。

图15、图16采用逆变器10将直流电转变为交流电，以便提供给交流负载实用，逆变器10的具体结构如下所述。

参见图17，示出本实用新型逆变器的电路原理图。该逆变器包括功率管驱动芯片，该功率管驱动芯片接至微处理器电路(MCU/DSP)，以便根据微处理器电路输出的脉冲宽度调制信号，驱动对应的功率管交替导通和关断。具体的，所述的逆变器包括六个功率管B1～B6，这六个功率管分成三组，每组功率管控制一相输出。

各个功率管的具体连接方式是：功率管B1、B2、B3的源极共同接直流电源的一端，功率管B4、B5、B6的漏极共同接直流电源的另一端，功率管B1的漏极和功率管B4的源极的连接点接交流负载(如电机)的U相端子，功率管B2的漏极和功率管B5的源极的连接点接交流负载的V相端子，功率管B3的漏极和功率管B6的源极连接点接变频空调压缩机交流负载的W相端子；功率管B1、B2、B3、B4、B5、B6的栅极分别接功率管驱动芯片的一个输出端，该功率管驱动芯片的各个输入端分别受微处理器电路的输出脉冲宽度调节信号PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6中的一路控制。该六个功率管B1～B6的源极和漏极之间对应接入二极管。

微处理器根据设定的运行规则产生相应的6路脉冲宽度调制信号，即六个驱动信号PWM1～PWM6；通过功率管驱动芯片驱动逆变器的6个功率管(MOSFET或IGBT)B1～B6；这些功率管的交替导通和关断，产生三相调制波形，输出电压可调、频率可变的三相交流电，三相电绕组的U、V、W接线端接至相应交流负载来驱动其运行。

参见图18，为本实用新型太阳能供电装置的方框图。该太阳能供电装置包括太阳能电池21、蓄电池控制器9、蓄电池1、逆变器10，太阳能电池21优选为薄膜太阳能电池，蓄电池控制器9具有充电电路91、放电电路92和控制电路93，充电电路91接于太阳能电池21与蓄电池1之间，放电电路92接于蓄电池1与逆变器10之间，控制电路93分别连接充电电路91、放电电路93及蓄电池1，逆变器10接至交流负载。

在图18中，太阳能电池21为太阳能供电装置的核心部分，其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动电机工作。蓄电池控制器9的作用是控制整个***的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。蓄电池1的作用是在有光照时将太阳能电池所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

参见图19，示出本实用新型太阳能电池的结构示意图。太阳能电池21为薄膜太阳能电电池，其包括第一导电玻璃基底211、沉积吸收层212、缓冲层213、导电银胶214和第二导电玻璃基底215，其中：第一导电玻璃基底211、沉积吸收层212、缓冲层213、导电银胶214和第二导电玻璃基底215由上至下依次设置；第一导电玻璃基底211和第二导电玻璃基底215上引出电极(图未示出)，一般是第一导电玻璃基底211上面引出正电极，第二导电玻璃基底215上面引出负电极。

图19中，上述各层的规格可为：第一导电玻璃基底211、第二导电玻璃基底215的长度为40mm，宽度为15mm，厚度为3mm；沉积吸收层212为半导体纳米材料制成，长度为30mm，宽度为15mm，厚度为2×10^-3mm；缓冲层213为In₂S₃材料制成，长度为25mm，宽度为15mm，厚度为4×10^-3mm；导电银胶214的长度为20mm，宽度为15mm，厚度为2×10^-3mm。如此设置，材料消耗少，制造能耗低，且在提高电池的电压等性能方面具有优异效果。

以上对充电站的架构及各部分进行了详细描述，该***结构紧凑，性能良好，投资较低，市场前景看好。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (1)

1.一种新型的充电站电路，依次包括蓄电池控制器、蓄电池、总开关、辅助充电电路、可充电式辅助供电电路、同步开关和充电桩，其中蓄电池由蓄电池控制器选择市电供电模式、风能供电模式或太阳能供电模式进行蓄能，其特征在于，同步开关包括一常开式继电器RLY，常开式继电器RLY的线圈绕组一端接总开关的输出端，另一端接地；常开式继电器RLY的常开触点接在辅助充电电路输出端与充电桩的输入端之间；

充电桩上设置触摸屏供用户操作，且充电桩连接到控制中心以便监控设备运行状况及用户使用状况；

充电站的市电供电装置包括市电接入端子、交直流转换器，该交直流转换器接至蓄电池控制器，市电接入端子接入的交流电经交直流转换器转换为直流电，在蓄电池控制器的控制下向蓄电池充电；

充电站的风能供电装置包括风轮机、发电机、整流器、逆变器、蓄电池控制器及蓄电池，风轮机、发电机、整流器及逆变器依次连接成供电主路来向交流负载供电；整流器、蓄电池控制器、蓄电池、逆变器依次连接成蓄能支路，该蓄电池控制器控制整流器向蓄电池充电以及控制蓄电池向逆变器放电；

充电站的太阳能供电装置包括太阳能电池、蓄电池控制器、蓄电池、逆变器，蓄电池控制器的充电电路接于太阳能电池与蓄电池之间，蓄电池控制器的放电电路接于蓄电池与逆变器之间，蓄电池控制器的控制电路分别连接蓄电池控制器的充电电路、蓄电池控制器的放电电路及蓄电池，逆变器接至交流负载；

所述逆变器包括功率管驱动芯片及六个功率管，功率管驱动芯片接至微处理器电路以根据微处理器电路输出的脉冲宽度调制信号来驱动对应的功率管交替导通和关断，六个功率管分成三组，每组功率管控制一相输出。