单片机控制的风力发电升降压电路制造技术

单片机控制的风力发电升降压电路，包括风机整流，SEPIC变换电路，风机转速、电压、电流、采样电路，驱动电路，充电电流采样电路，单片机；其特征是风机整流输入电路与SEPIC变换电路的输入端相连，SEPIC变换电路的输出端与蓄电池连接，风机转速、电压、电流采样电路、充电电流采样电路，与单片机的信号输入端相连，单片机控制信号与SEPIC驱动电路相连。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种风力发电电路，特别涉及一种由单片机控制的具有SEPIC变换器的风力发电升降压电路。
技术介绍
风能作为发展带度最快，范围最广泛，发展前景最优良的新型清洁能源，对其的开发利用，已受到世界各 国的高度重视，其中风力发电充电是其中的应用范围之一。传统的风力发电控制器充电方式一般为将风力发电机整流后直接连接至蓄电池进行充电。使用该方式时，如输入电压低于电池电压，则不能进行充电；如输入电压高于电池电压时又会被钳至电池电压。由风力发电机的P-V特性可知，风力发电机的最大功率点(MPP)电压会随外界因素的影响而发生变化。因此上述方式使得太阳能和风能的能量得不到有效利用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种由单片机控制的具有SEPIC变换器的风力发电升降压电路，通过调整风力发电机的相对阻抗来调整风力发电机的输出电压。可通过查表法或扫描法等多种控制方式，使风力发电机工作在最大功率点。为达到这个目的，本技术的技术方案是单片机控制的风力发电升降压电路，包括SEPIC拓扑的B00ST-BUCK电路、风机整流输入电路、其中风机整流输入电路与SEPIC变换电路的输入端相连，SEPIC变换电路的输出端与蓄电池连接。风机状态采样电路、充电电流采样电路与单片机的信号输入端相连，单片机PWM控制信号与SEPIC驱动相连。进一步所述的SEPIC拓扑的升降压电路包括电感LI，电感LI的一端接风机整流后的正极，另一端接场效应管Ql的漏极，场效应管Ql的源极经电流检测电阻R3接地，风机整流后的正负极间跨接电容Cl。电感L2的一端接地，另一端接二极管Dl的阳极，二极管Dl的阴极与电池的正极相连，电池的负极通过电流检测电阻R2接地。场效应管Ql的漏极与二极管Dl的阳极间接电容C2。电感LI和L2匝数相同。且绕在同一磁芯上，电感输入纹波能够完全传递至输出测，电磁辐射将能得到有效抑制。进一步所示单片机根据采样电路3所收集的信息，根据MPPT算法，调整PWM信号，该PWM信号送至驱动电路转换后，通过控制场效应管Ql的导通与截止，可调整风机的相对阻抗。稳定状态时，当场效应管Ql导通后，C2连接Ql侧接地，LI和L2线圈匝比相同，就会在C2连接二极管Dl阳极的一端施加一个与LI两端相等的负电压，电感LI和L2储存能量。场效应管Ql截止时，由于电感的电流保持特性，电感LI通过电容C2，电感L2通过二极管Dl向电池充电。该拓扑电路的另一个优点就是能不经过场效应管Ql从输入端吸取电能并同时输送到输出端，且Ql不必处理全部功率传输，因此这种电路效率较高。本技术的有益效果是风力发电机整流后直接连接至蓄电池进行充电；加入了升压电路，正常充电时风机整流后的电压低于电池电压；同时也加入降压电路，正常充电时风机整流后的电压高于电池电压。对于同一种风カ发电机，采用第I种方式吋，仅当风速所对应的最大功率点电压等于电池电压时，风カ发电机才能输出最大功率。此种方式充电效率最低。采用第2种方式吋，仅当风速所对应的最大功率点电压低于电池电压时，风カ发电机才能输出最大功率。采用第3种方式吋，仅当风速所对应的最大功率点电压高于电池电压时，风カ发电机才能输出最大功率。而传统升降压控制电路则是简单的将升压电路和降压电路拼凑在一起，有体积大、效率低、控制复杂等缺点。本专利采用单片机控制的具有SEPIC变换器的电路，通过调整风カ发电机的相对阻抗来调整风カ发电机的输出电压。可通过查表法或扫描法等多种控制方式，使风カ发电机工作在最大功率点。附图说明图I为本技术电路框加架图。图2为本技术电路原理图。具体实施方式以下结合附图为本技术作进ー步和描述单片机控制的风カ发电升降压电路，包括风机整流1，SEPIC变换电路2，风机转速、电压、电流采样电路3，驱动电路4、充电电流采样电路5、单片机6，风机整流输入电路I与SEPIC变换电路2的输入端相连，SEPIC变换电路2的输出端与蓄电池连接。风机转速、电压、电流米样电路3、充电电流米样电路5与单片机6的信号输入端相连,单片机6控制信号与SEPIC驱动电路4相连，如图I所示。结合图I、图2，所述的SEPIC拓扑的升降压电路包括电感LI，电感LI的一端接风机整流后的正极，另一端接场效应管Ql的漏扱，场效应管Ql的源极经电流检测电阻R3接地，风机整流后的正负极间跨接电容Cl。电感L2的一端接地，另一端接ニ极管Dl的阳极，ニ极管Dl的阴极与电池的正极相连，电池的负极通过电流检测电阻R2接地，场效应管Ql的漏极与ニ极管Dl的阳极间接电容C2，电感LI和L2匝数相同，且绕在同一磁芯上，电感输入纹波能够完全传递至输出测，电磁辐射将能得到有效抑制。进ー步所述单片机根据采样电路3、5所收集的信息，根据MPPT算法，调整PWM信号，该PWM信号送至驱动电路4转换后，通过控制场效应管Ql的导通与截止，可调整风机的相对阻杭。稳定状态时，当场效应管Ql导通后，C2连接Ql侧接地，LI和L2线圈匝比相同，就会在C2连接ニ极管Dl阳极的一端施加ー个与LI两端相等的负电压，电感LI和L2储存能量。场效应管Ql截止吋，由于电感的电流保持特性，电感LI通过电容C2，电感L2通过ニ极管Dl向电池充电。该拓扑电路的另ー个优点就是能不经过场效应管Ql从输入端吸取电能并同时输送到输出端，因为Ql不必处理全部功率传输，所以这种电路效率较高。在某ー风速条件下，当场效应管Ql全完截止时，相当于是风机处于开路开路状态，此时可得该风速条件下的最大输出电压Vmax，即开路电压；当场效应管Ql完全导通吋，相当于是风机处于短路状态，此时可得该风速条件下的短路电流，此时的理论输出电压接近0伏特。而由风机的输出功率特特性我们知道，风机的最大功率点电压0 < Vmpp < Vmax0而通过调整驱动信号的占空比，可改变风机的输出阻杭。合理调整该 相对阻抗，可使风机工作的输出电压为Vmpp，且输出功率最大。本文档来自技高网...

【技术保护点】
单片机控制的风力发电升降压电路，包括风机整流，SEPIC变换电路，风机转速、电压、电流、采样电路，驱动电路，充电电流采样电路，单片机；其特征是风机整流输入电路与SEPIC变换电路的输入端相连，SEPIC变换电路的输出端与蓄电池连接，风机转速、电压、电流采样电路、充电电流采样电路，与单片机的信号输入端相连，单片机控制信号与SEPIC驱动电路相连。

【技术特征摘要】
1.单片机控制的风力发电升降压电路，包括风机整流，SEPIC变换电路，风机转速、电压、电流、采样电路，驱动电路，充电电流采样电路，单片机；其特征是风机整流输入电路与SEPIC变换电路的输入端相连，SEPIC变换电路的输出端与蓄电池连接，风机转速、电压、电流采样电路、充电电流采样电路，与单片机的信号输入端相连，单片机控制信号与SEPIC驱动电路相连。2.根据权利要求I所述单片机控制的风力发电升降压电路，其特征是SEPIC拓扑的升降压电路包括电感LI，电感LI的一端接风机整流后的正极，另一端接场效应管Ql的漏极，场效应管Ql的源极经电流检测电阻R3接地,风机整流后的正负极间跨接电容Cl，电感L2的一端接地，另一端接二极管Dl的阳极，二极管Dl的阴极与电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗烽，
申请(专利权)人：罗烽，
类型：实用新型
国别省市：