一种能源转换控制器制造技术

本实用新型专利技术公开一种能源转换控制器，本装置内部设置输入调整单元、输入电压判断单元、输入软开关网络、升压模块和降压模块、直流输出模块、交流输出模块，充放电控制模块，电池管理单元，蓄电池组，单片机芯片，本装置与外部的风力发电机、太阳能电池板、潮汐发电机连接。设计原理上具有先进性和实用性，诸多功能集中管理与控制于一体，且造价低廉，具有较强的实用价值。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于应用电子产品的
，涉及一种能源转换控制器。
技术介绍
在使用风能、太阳能等环保能源时存在电能形式的转换问题风能、 太阳能、潮汐发电机不能直接转换成为方便使用的市电和通用的直流电源， 对于蓄电池中的能源的使用也存在同样的问题。如果使用电机作为负载的 话，存在调速困难的问题。电能转换器的主要功能1、将各种形式转化来的电能进行转换、存储；2、将存储的电能以常用的几种形式输出，用户可根据场合选择低压直流、220v交流、变频交流电或 直接驱动无刷电机；3、电能转换器具有优良的电池管理模块，能够最大限 度的保护蓄电池。4、与风力发电机、太阳能电池、潮汐发电机等发电装置 配合可以方便的将自然能源转化为电能储存。本装置最大的优点是对输入 电源要求较低，电压范围很宽，并且抗波动能力强。这对于风能、太阳能、 潮汐能等简易可循环能源的利用具有重要的意义。国内相关文献中涉及能源转换控制装置研究的报道较多。例如郁苗成，唐厚君，刘伟(上海交通大学)电工技术，2008(9): 44-45，基于LPC2210 嵌入式平台的潮流电站电能变换控制系统设计与开发介绍了基于LPC2210 嵌入式平台的潮流电站电能变换转换控制系统的设计，阐述了该系统的设 计方案及控制重点，并给出了该系统的嵌入式软件设计方案和主要硬件组 成。该系统以嵌入式控制器LPC2210为控制核心，与SA4828相结合完成了 对逆变主电路的控制，利用LPC2210内部的脉冲调制器实现了蓄电池充电 控制，基本完成了系统设计要求的功能，获得了稳定的交流电。杨春帆，刘刚，张庆荣(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院). 磁悬浮姿控/储能飞轮能量转换控制系统设计与实验研究，航天控制， 2007， 25(3): 91-96针对磁悬浮姿控/储能飞轮(ACESFW)的能量释放问题， 采用直流降压斩波原理，设计了一种能量转换控制器，提出对降压斩波器 输出进行软件功率因数校正的转换控制方法，将高速ACESFW存储的动能， 转变为稳定直流电能输出。仿真和地面试验结果表明，所设计的能量转换 器转换效率高、性能稳定、可靠性高，满足航天应用要求；而且输出直流电压稳定、系统动态响应好、负载部分输出电流稳定连续、脉动小。宋进良，满永奎，沈辉(东北大学信息科学与工程学院).Boost电路 在风力发电系统中的应用，变频器世界，2007(8): 80-84针对变速风力发 电系统中直流升压技术，提出了一种基于V/F转换和PID算法的闭环自动 控制方法。V/F转换电路使得模拟信号量较稳定的变成了数字信号量，并且 通过V/F转换和PID控制较好的实现了 boost电路在风力发电系统中的电 压提升，尽管随着风速的变化输入电压时刻变动，但输出电压时刻稳定在 220 V左右，同时采用电感充放电原理，可以把电感释放的能量储存起来， 达到很好的节能效果。张俊，薛廷民，孙妙平(中南大学信息科学与工程学院).基于80C196KC 的供电控制系统的设计[J].可编程控制器与工厂自动化(PLCFA)， 2006(11): 94-96， 106文献4采用一种以80C196KC单片机为核心的数字移 相触发闭环供电控制系统，直接从铁路电气自动化接触网获取大功率电能， 并通过对三相晶闸管组进行交流调压以及对蓄电池的持续充电控制，将高 电压转换为宿营车的稳定生活电源。汤天浩(上海海运学院电气自动化系).新能源与电能变换系统集成、技术融合及应用展望[J].电源世界，2006 (7): 1-6文献5阐述了电能变换装置在新能源供电系统中的核心作用， 以及电力电子变换技术与现代电源技术的融合，研究了几种电能混合供电 方式，重点探讨了集成供电系统的电源变换、智能管理及安全控制等问题， 并展望了新能源供电系统的应用前景。钟小芬，吴捷，雷春林(华南理工大学电力学院雅达电源实验室).矩 阵变换器在风力发电系统中的应用研究.电源技术应用，2003， 6(7): 15-19 介绍了应用于新型风力发电系统的矩阵变换器，详细分析了具有9个双向 开关的传统矩阵变换器与改进的双桥结构矩阵变换器，以及各自的优缺点。 通过分析比较得出，双桥结构矩阵变换器控制策略简单，对于不同负载， 开关数目可以减少。其中，具有15个开关的双桥矩阵变换器以其经济性和 控制的成熟性，适用于新型的风力发电系统。最后，文献还详细介绍了该 双桥式矩阵变换器箝位电路的工作原理和参数设计。李清华，邵志标，耿莉(西安交通大学电子与信息工程学院).高 频单片DC-DC buck变换器的驱动与控制设计[C]. 2005中国控制与决策学 术年会论文集(下)，2005报道了采用硅衬底CMOS工艺实现的单片集成DC-DC buck交换器，必须提高开关频率才能实现无源器件尤其电感器的安 全集成，因此在优化芯片面积和功耗的基础上，提出了在高频时具有良好稳定性与可靠性的鲁棒控制。仿真结果表明，开关频率在80MHz时，输入 电压5 V，输出电压3 V的完全集成单片buck变换器在负载电流200 mA时， 输出电压纹波可控制在5%以内，能量转换效率可达到74%。蔡植如，徐兆斌，廖志华，张仕军. 一种能量转换系统及具有旋转运 动部件的设备中国，201061156[P]. 2008-05-14涉及一种能量转换系统， 特别涉及一种将运动能量转换为电能的能量转换系统；以及使用该系统的 具有旋转运动装置的设备。 一种能量转换系统，包括一旋转运动部件及其 驱动部件、 一电能产生装置、至少一电能存储模块、 一控制模块及一电能 临时储存模块；控制模块分别与驱动部件、电能产生装置、电能存储模块、 电能临时储存模块电讯连接；电能产生装置和电能存储模块通过电能临时 储存模块电相连；电能存储模块与所述驱动部件电相连；旋转运动与电能 产生装置之间通过传动装置相连。该技术通过运动能量与电能之间的 相互循环转换完成各种不同的工作；达到节约能源的目的，做到零排放、 零污染。北京航空航天大学. 一种高速磁悬浮姿控/储能两用飞轮能量释放控 制系统中国，1986335[P]. 2007-06-27，涉及一种高速磁悬浮姿控/储能 两用飞轮能量释放控制系统，可以为卫星、空间站等航天器在阴影区时提 供电能，它主要由基于DSP的软件控制器、直流降压斩波器、三相二极管 整流桥、永磁无刷直流电动机、霍尔效应转子位置传感器等组成。储能飞 轮能量释放技术在航天器能源存储方面具有独特的优势，它储能密度大、 寿命长(蓄电池为3 5年，集成能量与姿态控制系统为20年)、工作性能 稳定、能量转换效率高达85% 95%，对于诸多航天器的有效提高电源供 给能力、延长寿命、提高可靠性等性能方面具有显著意义。该专利技术通过三 相二极管整流桥和直流降压斩波器，将高速磁悬浮姿控/储能两用飞轮永磁 无刷直流电动机的输出电压经过整流、降压，最终输出稳定的直流电压。马军兴.自然能无逆变可组并直流电源中国，马军兴.自然能无逆 变可组并直流电源中国2742655[P]. 2005-11-23，涉及一种电力装置，即 一种适于风能、太阳能、潮汐能等不稳定自然能源的电能转换及应用的自 然能无逆变可组并直流电源。目前，该类电能转换多采用低压发电，低压存储，再经逆变升压，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能源转换控制器，其特征在于本装置内部设置输入调整单元、输入电压判断单元、输入软开关网络、升压模块和降压模块、直流输出模块、交流输出模块，充放电控制模块，电池管理单元，蓄电池组，单片机芯片，本装置与外部的风力发电机、太阳能电池板、潮汐发电机连接构成；　外部的电源输入经过输入调整单元进行稳幅、滤波后由输入电压判断单元进行比较判断，输入电压比较单元根据电压比较判断的结果控制软开关网络，将输入电压切换到升压模块或者是降压模块；输入电压通过升压或则降压变为合适的电压后供给直流 输出模块、交流输出模块，充放电控制模块进行使用，可根据电源的使用情况控制电池处于充电还是放电状态；直流输出模块可以输出常用的直流电压；交流输出模块可以输出２２０伏市电；充放电控制模块根据输入电源情况选择对电池充电还是使电池放电；电池管理单元可以检测记录电池的使用情况，用以对电池组进行评估，通过电阻分流、分压进行电流、电压采样，再由单片机进行记录；单片机芯片，负责控制各部分模块的运行；另有一个重要功能是产生交流逆变输出的控制信号。

【技术特征摘要】
1、一种能源转换控制器，其特征在于本装置内部设置输入调整单元、输入电压判断单元、输入软开关网络、升压模块和降压模块、直流输出模块、交流输出模块，充放电控制模块，电池管理单元，蓄电池组，单片机芯片，本装置与外部的风力发电机、太阳能电池板、潮汐发电机连接构成；外部的电源输入经过输入调整单元进行稳幅、滤波后由输入电压判断单元进行比较判断，输入电压比较单元根据电压比较判断的结果控制软开关网络，将输入电压切换到升压模块或者是降压模块；输入电压通过升压或则降压变为合适的电压后供给直流输出模块、交流输出模块，充放电控制模块进行使用，可根据电源的使用情况控制电池处于充电还是放电状态；直流输出模块可以输出常用的直流电压；交流输出模块可以输出220伏市电；充放电控制模块根据输入电源情况选择对电池充电还是使电池放电；电池管理单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟信，孙峰，韩其睿，
申请(专利权)人：天津市睿芯隆科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]