电子开关式风力发电充电器制造技术

本实用新型专利技术是一种用于风力发电机—蓄电池系统的电子开关式充电器，其特点是采用开关电源的控制原理，利用输出、输入电压的变化量，控制开关管的导通时间，来调整充电的功率，本实用新型专利技术能自动调节输出和输入的阻抗，使发电机和蓄电池达到最佳的匹配，适用于不同输入、输出特性的发电机和蓄电池系统，充电效率高，且省去原有风力发电机系统的调速装置和逆流继电器，因此，是一种高效能的充电器。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种蓄电池充电器，确切地说，是一种用″开、关″电路来自动调节充电电流宽度，用于风力发电机——蓄电池系统的电子开关式充电器。当交流风力发电机向蓄电池充电时，需要由充电器进行转换，通常使用的这类充电器只是简单地将由发电机输出的交流电进行整流、滤波后，给蓄电池充电，为了防止在发电机低转速时因输出电压低于蓄电池电压而使电流从蓄电池倒流向发电机，需要装设逆流继电器；为了防止在强风时发电机超速运转输出的超高电压毁坏蓄电池，又需要装备调速机构来控制发电机转速；另外，由于风力发电机的输出功率与转速大小有关，且功率随转速急剧变化，因此，发电机与蓄电池的电流电功特性往往不同，因两者匹配不好，往往充电的效率很低；由于以上不足，不仅增加了投资费用，而且限制了风力发电机的利用效率。本技术的目的是提供一种不需调速装置和逆流继电器，能使各种不同特性的发电机与蓄电池配合使用，且充电量大，转换率高，成本低的电子开关式风力发电充电器。本技术采用的技术方案是，由D1～D6六只晶体管和C1组成整流滤波电路将发电机输出的三向交流电转变成直流电；由发光管D1、D8及电流表、电压表组成的显示指示电路，观察电路的工作情况；由BG1、R2、D9的开关电路控制充电电流的大小；由BG2、BG3、R3、R6、R7、C3组成的开关控制电路来控制BG1的工作状态，″导通″或″截止″；由L1、D10组成的续流电路来保证BG1截止时仍对蓄电池充电；由R4、R8、R9组成的开关保护电路来吸收BG1″导通″或″截止″瞬间的冲击电压，保护BG1；由R4、R5、C3组成的取样、滤波电路来为BG2提供电路内电流的变化情况，以及吸收BG2上的冲击电压，保证BG3的正常工作。其工作原理是，t1时刻，由发电机输入的交流电经整流、滤波后变成直流电，BG1导通，BG2截止，这时BG1漏源上的电压近似零状。D10处于反偏，当起始电流Iλ由C1正极经R4蓄电池、电流表、L1、BG1至C1负极，开始对蓄电池充电，此时L1也储蓄部分电能，由于L1作用，Iλ随时间增长而增大，至使R4上的压降VR4随其增大，此压降通过R5、C2滤除冲击成份后，加到BG3的基——集极间，直至BG3导通；t2时刻时，BG3在VR4的作用下导通后，其集电极电流迅速增加而推动BG2进入导通状态，BG2集电极电流增加，且集电极电压下降，此时，BG1的栅——源极电压也随之下降，而漏极电流减小，漏极电压升高，此电压经R7、C3正反馈至BG2基极，这时Iλ加速BG2迅速饱和导通，BG2导通时，其集电极电流迅速上升，集电极电压则急剧下降至使BG1转为截止，并使漏源电流(Iλ)等于零；在电路关断后，电感L1上产生一个自感的反电动势，电感电流I1经D10继续对蓄电池充电。t3时刻，由于电流I1随时间减小，输入BG2基极的I1也不断减小，其集电极电流也减小而电压升高，BG1栅压也同时升高至使BG1导通，电路进入下一个工作周期。本技术的特点是，由于电路能自动调节充电电流的脉冲宽度，控制充电电流的大小，使发电机和蓄电池达到理想的匹配，获得最佳的充电效率，因此，适用于多种规格的蓄电池与发电机进行配合；在电路的开关作用下，风力发电机——蓄电池系统可以去掉调速装置和逆流继电器，使发电机可以充分发挥其效能，即使在微弱风条件下，仍能获得较大的输出功率。本技术的附图。附图说明图1为本技术的线路原理图；图2为本技术开关管上电流——时间工作程序图；图3为本技术开关管漏源电压的时序图；图4为本技术的输出电流时序图；以下是本技术的实施例将风力发电机的输出端分别接到整流电路的D1～D4，D2～D5，D3～D6之间，电容C1为滤波器，跨接在电路正负端；R1与发光二极管D7～D8串联，与C1并联，晶体管BG2的集电极与电阻R2串联后接入电路正端，发射极接地，基极与C3、R7串联后与D10一端相接；BG2的基极——发射极间跨接电阻R3；晶体管BG3的发射极接电路正极端，集电极与电阻R6串联后接BG2的基极，发射极——基极之间，跨接由C2、R4、R5组成的取样、滤波电路，其中C2的一端与R4及BG2发射极相接，另一端与R5及BG2基极相接，主开关管BG1的栅极接入BG2集电极与电阻R2之间，漏极与D10一端相接，栅——源极间跨接D9，在BG1的源——漏极间跨接由R8与C2串联后与R9并联的开关保护电路，L1串接在电路负端。本实施例中部分元件的最佳值为C20.1～0.2μ，C30.01μ，C40.01μ，R3100～220Ω，R71～2.7K，R9100V／压敏电阻，D91W／20V稳压管，L10.5～10mH。电路接通后，t1时刻，输入电流Iλ通过R4、L1、BG1对蓄电池充电，L1同时开始储能，R4上的压降VR4随Iλ的增加而增大，至BG3导通；t2时刻，VR4使BG3导通，BG3又推动BG2导通，BG2导通后，其集电极电流增大，电压下降，BG1栅极电压也随之下降至BG1截止，Iλ＝0；同时，L1释放所储存的能量，电感电流I1经D10继续对蓄电池充电；由于I1随时间减小，至t3时刻时，流入BG2基极的I1无法使BG2导通，BG2截止，这时，BG2集电极电流减小而电压上升，BG1栅极电压也上升，使BG1导通，Iλ又开始对蓄电池充电，以此周期反复进行。若发电机输入电压高时，Iλ上升速度快，VR4上升速度也加快，BG2、BG3的导通和BG1的截止时刻都提前至t2′时刻，若发电机输入电压低时，Iλ上升速度慢，VR4上升速度也慢，BG2、BG3的导通和BG1的截止时刻推迟至t2″时刻。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由整流、滤波、显示电路组成的电子开关式风力发电充电器，其特征在于：ａ．控制充电电流的开关电路由ＢＧ１、Ｒ２、Ｄ９组成；ｂ．有一个由ＢＧ２、ＢＧ３、Ｒ３、Ｒ６、Ｒ７、Ｃ３组成的控制ＢＧ１工作状态的开关控制电路；ｃ．有一个由Ｌ１ 、Ｄ１０组成的保证持续充电的续流电路；ｄ．有一个由Ｒ８、Ｃ４、Ｒ９组成的吸收冲击电压的开关保护电路；ｅ．有一个由Ｒ４、Ｒ５、Ｃ２组成的取样、滤波电路。

【技术特征摘要】
1.一种由整流、滤波、显示电路组成的电子开关式风力发电充电器，其特征在于a.控制充电电流的开关电路由BG1、R2、D9组成；b.有一个由BG2、BG3、R3、R6、R7、C3组成的控制BG1工作状态的开关控制电路；c.有一个由L1、D10组成的保证持续充电的续流电路；d.有一个由R8、C4、R9组成的吸收冲击电压的开关保护电路；e.有一个由R4、R5、C2组成的取样、滤波电路。2.按权利要求1所述的电子开关式风力发电充电器，其特征在于D9跨接在BG1的栅极和源极间；C3、R7串联，其一端与BG2基极相接，另一端与D10相接；所说的开关保护电路跨接在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中华，周继武，
申请(专利权)人：李中华，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]