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CN101557117A - 一种太阳能风能蓄电池充电方法 - Google Patents

一种太阳能风能蓄电池充电方法 Download PDF

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CN101557117A
CN101557117A CNA2008100357102A CN200810035710A CN101557117A CN 101557117 A CN101557117 A CN 101557117A CN A2008100357102 A CNA2008100357102 A CN A2008100357102A CN 200810035710 A CN200810035710 A CN 200810035710A CN 101557117 A CN101557117 A CN 101557117A
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宣昆
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

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Abstract

本发明涉及的一种太阳能风能蓄电池充电方法，它包括一输入整流电路、一变压电路、一控制电路、一输出电路，其特征在于：所述的控制电路(4)其中控制电路包括采样单元、比较单元、基准电压发生器以及PWM宽度调节单元，并在PWM宽度调节单元中设有一根据太阳能电池和风机的输出进行调节的最大功率点跟踪电路(5)。与以往的充电方法相比还具有最大工作功率点跟踪步骤，该步骤将控制信号输入给PWM脉宽调制电路，使得控制电路可以按照太阳能风能的特点，调节输入输出电压，同时摒弃传统充电装置中必须使用的变压器，不仅大大提高了太阳能风能充电装置的使用效果，而且也为该装置的小型化提供了技术支持，能最大效率地利用风能和太阳能的能量来进行充电。

Description

一种太阳能风能蓄电池充电方法
技术领域
本发明涉及一种蓄电池充电方法，特别涉及一种太阳能风能蓄电池充电方法。
背景技术
对于环保可再生的新能源的探索与追求一直以来就是人类不灭的梦想，在各种可能的技术方案中，对于太阳能和风能的利用已经渐趋成熟，并且出现了多种实现方案。例如在专利号为“ZL 200520080261.5”的中国实用新型专利说明书中就披露了一种太阳能风能发电装置。上述实用新型专利说明书介绍了一种太阳能风能发电装置的组成，涉及太阳能电池板、支架、减速机、微电机、涡轮机、发电机、风叶、控制电路、用电装置、蓄电池和立柱组成。文中提到的控制电路的功能包括了对蓄电池充电控制的部分，但并没有具体涉及对蓄电池充电控制电路的具体描述。然而正如上述实用新型专利说明书也提到的一样，在实际运行时，太阳能和风能都有不规律的间隙这个特点，这就给太阳能风能对蓄电池的充电带来不稳定不理想的结果，间接也会影响用电环节的稳定。所以在一个太阳能风能发电系统中，对蓄电池的充电控制装置有着非常重要的作用。
然而目前市场上绝大多数太阳能风能充电器都是直接短接充电。这种充电方法效率极低，一般只有60％左右。对于太阳能、风能比较昂贵的能源来说，必须追求效率高的充电器。而目前的高效充电器只有升压(蓄电池最低电压必须高于太阳能或风能输入的最高电压)充电和降压(蓄电池最高电压必须低于太阳能或风能输入的最低电压)充电两种方法，其使用受到很大限制。同时在实际使用中，蓄电池的充电电压因为实际组配需要会有不同，因而市场急需要一种输入输出电压可变的而且高效率、低成本的充电装置及方法。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种新的输入输出电压可变的而且低成本的充电方法，它同时具备适合各种输入输出电压、成本低、效率高、智能化强、有最大功率点跟踪功能等特点。
这种太阳能风能蓄电池充电方法，它包括一输入整流电路、一变压电路、一控制电路、一输出电路，其特征在于：所述的控制电路4其中控制电路包括采样单元、比较单元、基准电压发生器以及PWM宽度调节单元，并在PWM宽度调节单元中设有一根据太阳能电池和风机的输出进行调节的最大功率点跟踪电路5。
这种太阳能风能蓄电池充电方法，包括以下步骤：
将输入整流电路1得到的直流电压，由变压电路2变成高频的PWM波，然后再整流成直流，最后通过输出电路3送出；
输出电路3送出的直流电压反馈到控制电路4的采样单元4-2，该采样单元4-2对输出电压进行采样，然后由比较单元4-4对采样电压与基准电压进行比较；
PWM宽度调节单元4-3根据比较单元4-4得出的结果改变PWM的宽度；
驱动单元根据PWM宽度调节单元4-3输出的PWM宽度来控制变压电路2中功率管的开关时间比，从而调节输出电路3输出的电压；
根据太阳能电池和风机的输出，由最大功率点跟踪电路5把不同状态的信号送到控制电路4，由控制电路4来调节变压电路2，从而调节输出电路3输出的功率，使得输入的太阳能电池和风机始终工作在最大输出功率点上。
本方法解决了现有太阳能风能充电装置简单短接充电的效率很低的问题，根据太阳能和风能的工作的特点，充分利用太阳能和风能的有效功率，同时摒弃传统充电装置中必须使用的变压器，不仅大大提高了太阳能风能充电装置的使用效果，而且也为该装置的小型化提供了技术支持，能最大效率地利用风能和太阳能的能量来进行充电。
附图说明
图1本发明的功能方框图
图2本发明电路实现原理图
图3本发明实现步骤流程图
具体实施方式
如图所示的这种太阳能风能充电装置，它包括一输入整流电路、一变压电路、一控制电路、一输出电路，其特征在于：所述的控制电路4其中控制电路包括采样单元、比较单元、基准电压发生器以及PWM宽度调节单元，并在PWM宽度调节单元中设有一根据太阳能电池和风机的输出进行调节的最大功率点跟踪电路5。
所述的控制电路4由基准电压发生器5、采样单元4-2、PWM宽度调节单元4-3和比较单元4-4组成。所述的变压电路2由功率管Q1、电感L1和续流二极管D2组成，所述的输出电路3由电容C2、电阻R3和电阻R4组成，所述的输入整流电路1由电容C1和二极管D1并联构成，所述的最大功率点跟踪电路5有电阻R1和电阻R2串联构成。
如图3所示，本发明提供一种太阳能风能蓄电池充电方法，包括以下步骤：
将输入整流电路1得到的直流电压，由变压电路2变成高频的PWM波，然后再整流成直流，最后通过输出电路3送出；
输出电路3送出的直流电压反馈到控制电路4的采样单元4-2，该采样单元4-2对输出电压进行采样，然后由比较单元4-4对采样电压与基准电压进行比较；
PWM宽度调节单元4-3根据比较单元4-4得出的结果改变PWM的宽度；
驱动单元根据PWM宽度调节单元4-3输出的PWM宽度来控制变压电路2中功率管的开关时间比，从而调节输出电路3输出的电压；
最大功率点跟踪电路5根据太阳能电池和风机的输出，把不同状态的信号送到控制电路4，由控制电路4来调节变压电路2，从而调节输出电路3输出的功率，使得输入的太阳能电池和风机始终工作在最大输出功率点上。
变压电路不需要变压器，仅仅由一个功率管、电感、续流二极管构成。功率管导通时，电感电流增加，储蓄能量；功率管关闭时，电感电流从续流二极管向后输出，电流减小。不停开关功率管，可使此电路产生一个输出电压。这个电压和输入电压的比正好等于功率管开关时间的比。
由于本发明采用了以上的技术方案，其产生的优点是明显的，利用一个变压电路，通过控制功率管的开关时间比可以改变输出电压。使得输出电压可以比输入电压高，也可以比输入电压低。功率管的开关时间比就是输入输出电压比。所以不管输入电压是多少，理论上能够得到一个从零到无穷大的输出电压。输出电压的高低不再受输入电压的制约。利用最大功率点跟踪电路，使得输入的太阳能电池和风机始终工作在最大输出功率点上。这样可以最大限度地利用输入能源。不会浪费昂贵的能源输入。变压电路仅仅由一个功率管，一个电感和一个续流二极管构成。成本低，无需复杂的电路，变压电路无需变压器，大大降低了成本。

Claims (2)

1、一种太阳能风能蓄电池充电方法，它包括一输入整流电路(1)、一变压电路(2)、一控制电路(4)、一输出电路(3)，其特征在于：所述的控制电路(4)包括采样单元(4-2)、比较单元(4-4)、基准电压发生器(4-1)以及PWM宽度调节单元(4-3)，并在PWM宽度调节单元(4-3)中设有一根据太阳能电池和风机的输出进行调节的最大功率点跟踪电路(5)。
2、如权利要求1所述的一种太阳能风能蓄电池充电方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、将输入整流电路(1)得到的直流电压，由变压电路(2)变成高频的PWM波，然后再整流成直流，最后通过输出电路(3)送出；
b、输出电路(3)送出的直流电压反馈到控制电路(4)的采样单元(4-2)，该采样单元(4-2)对输出电压进行采样，然后由比较单元(4-4)对采样电压与基准电压进行比较；
c、PWM宽度调节单元(4-3)根据比较单元(4-4)得出的结果改变PWM的宽度；
d、驱动单元根据PWM宽度调节单元(4-4)输出的PWM宽度来控制变压电路中功率管的开关时间比，从而调节输出电路输出的电压；
e、根据太阳能电池和风机的输出，由最大功率点跟踪电路(5)把不同状态的信号送到控制电路(4)，由控制电路来调节变压电路(2)，从而调节输出电路输出的功率，使得输入的太阳能电池和风机始终工作在最大输出功率点上。
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