[實用新型]單片機控制的風力發電升降壓電路

有效

• 申請號: 201220105117.2
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN202524304U
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 羅烽
• 申請（專利權）人: 羅烽
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M1/44;H02J7/14;H02P9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種風力發電電路，特別涉及一種由單片機控制的具有SEPIC變換器的風力發電升降壓電路。?

背景技術

風能作為發展帶度最快，范圍最廣泛，發展前景最優良的新型清潔能源，對其的開發利用，已受到世界各國的高度重視，其中風力發電充電是其中的應用范圍之一。傳統的風力發電控制器充電方式一般為：將風力發電機整流后直接連接至蓄電池進行充電。使用該方式時，如輸入電壓低于電池電壓，則不能進行充電；如輸入電壓高于電池電壓時又會被鉗至電池電壓。由風力發電機的P-V特性可知，風力發電機的最大功率點(MPP)電壓會隨外界因素的影響而發生變化。因此上述方式使得太陽能和風能的能量得不到有效利用。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種由單片機控制的具有SEPIC變換器的風力發電升降壓電路，通過調整風力發電機的相對阻抗來調整風力發電機的輸出電壓。可通過查表法或掃描法等多種控制方式，使風力發電機工作在最大功率點。?

為達到這個目的，本實用新型的技術方案是：?

單片機控制的風力發電升降壓電路，包括SEPIC拓撲的BOOST-BUCK電路、風機整流輸入電路、其中風機整流輸入電路與SEPIC變換電路的輸入端相連，SEPIC變換電路的輸出端與蓄電池連接。風機狀態采樣電路、充電電流采樣電路與單片機的信號輸入端相?連，單片機PWM控制信號與SEPIC驅動相連。?

進一步所述的SEPIC拓撲的升降壓電路包括電感L1，電感L1的一端接風機整流后的正極，另一端接場效應管Q1的漏極，場效應管Q1的源極經電流檢測電阻R3接地，風機整流后的正負極間跨接電容C1。電感L2的一端接地，另一端接二極管D1的陽極，二極管D1的陰極與電池的正極相連，電池的負極通過電流檢測電阻R2接地。場效應管Q1的漏極與二極管D1的陽極間接電容C2。電感L1和L2匝數相同。且繞在同一磁芯上，電感輸入紋波能夠完全傳遞至輸出測，電磁輻射將能得到有效抑制。?

進一步所示單片機根據采樣電路3所收集的信息，根據MPPT算法，調整PWM信號，該PWM信號送至驅動電路轉換后，通過控制場效應管Q1的導通與截止，可調整風機的相對阻抗。?

穩定狀態時，當場效應管Q1導通后，C2連接Q1側接地，L1和L2線圈匝比相同，就會在C2連接二極管D1陽極的一端施加一個與L1兩端相等的負電壓，電感L1和L2儲存能量。場效應管Q1截止時，由于電感的電流保持特性，電感L1通過電容C2，電感L2通過二極管D1向電池充電。該拓撲電路的另一個優點就是能不經過場效應管Q1從輸入端吸取電能并同時輸送到輸出端，且Q1不必處理全部功率傳輸，因此這種電路效率較高。?

本實用新型的有益效果是風力發電機整流后直接連接至蓄電池進行充電；加入了升壓電路，正常充電時風機整流后的電壓低于電池電壓；同時也加入降壓電路，正常充電時風機整流后的電壓高于電池電壓。對于同一種風力發電機，采用第1種方式時，僅當風速所對?應的最大功率點電壓等于電池電壓時，風力發電機才能輸出最大功率。此種方式充電效率最低。采用第2種方式時，僅當風速所對應的最大功率點電壓低于電池電壓時，風力發電機才能輸出最大功率。采用第3種方式時，僅當風速所對應的最大功率點電壓高于電池電壓時，風力發電機才能輸出最大功率。而傳統升降壓控制電路則是簡單的將升壓電路和降壓電路拼湊在一起，有體積大、效率低、控制復雜等缺點。本專利采用單片機控制的具有SEPIC變換器的電路，通過調整風力發電機的相對阻抗來調整風力發電機的輸出電壓。可通過查表法或掃描法等多種控制方式，使風力發電機工作在最大功率點。?

附圖說明：

圖1為本實用新型電路框加架圖。?

圖2為本實用新型電路原理圖。?

具體實施方式：

下面結合附圖為本實用新型作進一步和描述：?

單片機控制的風力發電升降壓電路，包括風機整流1，SEPIC變換電路2，風機轉速、電壓、電流采樣電路3，驅動電路4、充電電流采樣電路5、單片機6，風機整流輸入電路1與SEPIC變換電路2的輸入端相連，SEPIC變換電路2的輸出端與蓄電池連接。風機轉速、電壓、電流采樣電路3、充電電流采樣電路5與單片機6的信號輸入端相連，單片機6控制信號與SEPIC驅動電路4相連，如圖1所示。?