[實用新型]一種踩踏發(fā)電的電能管理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220102215.0
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN202550646U
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙苗苗;張輝;鄧天成;賈鵬飛;雷少博;宋偉;項宇彤;于露
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: H02J7/32
• 分類號: H02J7/32
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于踩踏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種踩踏發(fā)電的電能管理裝置。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，煤炭、石油等不可再生資源日益減少，不可再生能源在使用過程中對生態(tài)環(huán)境的影響也不斷引起人們的關(guān)注，尋找和開發(fā)新能源成為當前人類面臨的迫切課題。在人流比較密集的通道裝設(shè)踩踏發(fā)電裝置，可以有效地收集人們踩踏的能量。但是現(xiàn)有踩踏發(fā)電裝置存在產(chǎn)生的電壓不恒定，不能使耗電器件持續(xù)穩(wěn)定的工作。同時不能對電能的使用及存儲進行更好的監(jiān)測與管理等一系列問題。因此在踩踏發(fā)電裝置中，如何有效地對電能進行監(jiān)測和管理以達到較高的轉(zhuǎn)換效率，是非常有研究意義的。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述背景技術(shù)中提到的踩踏發(fā)電裝置發(fā)出的電能存在電壓不恒定等不足，本實用新型提出了一種踩踏發(fā)電的電能管理裝置。

本實用新型的技術(shù)方案是，一種踩踏發(fā)電的電能管理裝置，其特征是該裝置包括電能變換模塊、檢測控制模塊、單片機、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和上位機；

所述電能變換模塊和檢測控制模塊連接；檢測控制模塊和單片機連接；單片機和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊連接；無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和上位機連接。

所述電能變換模塊包括二極管整流橋、濾波電路、穩(wěn)壓二極管和升壓電路；

所述二極管整流橋和濾波電路連接；濾波電路和穩(wěn)壓二極管連接；穩(wěn)壓二極管和升壓電路連接。

所述檢測控制模塊包括電流檢測/電壓檢測電路和充放電控制電路；

所述電流檢測/電壓檢測電路分別與穩(wěn)壓二極管和單片機連接；充放電控制電路和單片機連接。

所述單片機為ATmega8。

所述升壓電路采用TPS6734。

所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊由ATmega8L和nRF24L01組成，ATmega8L和nRF24L01連接。

本實用新型的有益效果為：

本裝置的電能變換效率高，輸出電壓穩(wěn)定。由于擁有可遠程遙控的上位機，方便操作人員對踩踏發(fā)電裝置的運行狀況進行實時監(jiān)控。遠程控制方便，可自主控制充放電。

附圖說明

圖1為電能管理裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為上位機的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實用新型的范圍及其應(yīng)用。

如圖1所示為整個系統(tǒng)各模塊的結(jié)構(gòu)圖。踩踏發(fā)電裝置內(nèi)部的液體流動，帶動單相交流發(fā)電機發(fā)電。單相交流發(fā)電機與電能變換模塊連接，單相交流電經(jīng)電能變換模塊轉(zhuǎn)換為12V穩(wěn)壓直流電。檢測控制模塊連接電能變換模塊和單片機，實時采集電能變換模塊的工作狀況以及蓄電池的電壓并發(fā)送給單片機，同時可執(zhí)行單片機的控制指令。單片機和上位機通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，無線數(shù)傳模塊由ATmega8L和nRF24L01組成，ATmega8L和nRF24L01連接，上位機采用單片機將nRF24101的SPI協(xié)議解析后通過串口發(fā)送，再經(jīng)過PL2303HX芯片將串口電平轉(zhuǎn)換成USB電平以接到電腦USB接口上。

電能變換模塊由二極管整流橋、濾波電路、穩(wěn)壓二極管以及升壓電路組成。二極管整流橋和濾波電路連接；濾波電路和穩(wěn)壓二極管連接；穩(wěn)壓二極管和升壓電路連接。單相交流電經(jīng)過二極管整流橋以及濾波電路后轉(zhuǎn)換為直流電，為保護升壓電路，增加一個穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓二極管采用1N4739A將電壓穩(wěn)定到9.1V左右。然后升壓電路采用TPS6734，可將不足12V的電壓升高到12V穩(wěn)壓輸出。。

檢測控制模塊包括電流檢測/電壓檢測電路和充放電控制電路；電流檢測/電壓檢測電路分別與穩(wěn)壓二極管和單片機連接；充放電控制電路和單片機連接。電壓檢測電路直接接到單片機A/D轉(zhuǎn)換引腳上，電流檢測電路采用由MAX472組成檢測電路。電流檢測電路可實時檢測升壓前和升壓后的直流電流大小，電壓檢測電路實時檢測升壓前后的直流電壓大小以及蓄電池的電壓大小。單片機采用ATmega8單片機，其外圍電路包括復(fù)位電路、ISP下載線接口電路等。上位機為PC平臺，其上運行的Labview程序，上位機通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊向單片機發(fā)送指令，而單片機可將當前裝置的運行參數(shù)發(fā)送給上位機實時顯示。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。