[实用新型]单片机控制的风力发电升降压电路

说明书

技术领域

本实用新型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。 

背景技术

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。 

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型的技术方案是： 

单片机控制的风力发电升降压电路，包括SEPIC拓扑的BOOST-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L1，电感L1的一端接风机整流后的正极，另一端接场效应管Q1的漏极，场效应管Q1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C1。电感L2的一端接地，另一端接二极管D1的阳极，二极管D1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Q1的漏极与二极管D1的阳极间接电容C2。电感L1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Q1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Q1导通后，C2连接Q1侧接地，L1和L2线圈匝比相同，就会在C2连接二极管D1阳极的一端施加一个与L1两端相等的负电压，电感L1和L2储存能量。场效应管Q1截止时，由于电感的电流保持特性，电感L1通过电容C2，电感L2通过二极管D1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Q1从输入端吸取电能并同时输送到输出端，且Q1不必处理全部功率传输，因此这种电路效率较高。 

本实用新型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。对于同一种风力发电机，采用第1种方式时，仅当风速所对 应的最大功率点电压等于电池电压时，风力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种方式时，仅当风速所对应的最大功率点电压低于电池电压时，风力发电机才能输出最大功率。采用第3种方式时，仅当风速所对应的最大功率点电压高于电池电压时，风力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。 

附图说明：

图1为本实用新型电路框加架图。 

图2为本实用新型电路原理图。 

具体实施方式：

下面结合附图为本实用新型作进一步和描述： 

单片机控制的风力发电升降压电路，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1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、电流采样电路3、充电电流采样电路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1所示。