專利名稱：一種太陽(yáng)能風(fēng)能充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種充電裝置，特別涉及一種太陽(yáng)能風(fēng)能充電裝置。
技術(shù)背景對(duì)于環(huán)?？稍偕男履茉吹奶剿髋c追求一直以來(lái)就是人類不滅的夢(mèng)想，在各 種可能的技術(shù)方案中，對(duì)于太陽(yáng)能和風(fēng)能的利用已經(jīng)漸趨成熟，并且出現(xiàn)了多種 實(shí)現(xiàn)方案。例如在專利號(hào)為"ZL 200520080261.5"的中國(guó)實(shí)用新型專利說(shuō)明書(shū) 中就披露了一種太陽(yáng)能風(fēng)能發(fā)電裝置。上述實(shí)用新型專利說(shuō)明書(shū)介紹了一種太陽(yáng) 能風(fēng)能發(fā)電裝置的組成，涉及太陽(yáng)能電池板、支架、減速機(jī)、微電機(jī)、渦輪機(jī)、 發(fā)電機(jī)、風(fēng)葉、控制電路、用電裝置、蓄電池和立柱組成。文中提到的控制電路 的功能包括了對(duì)蓄電池充電控制的部分，但并沒(méi)有具體涉及對(duì)蓄電池充電控制電 路的具體描述。然而正如上述實(shí)用新型專利說(shuō)明書(shū)也提到的一樣，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)， 太陽(yáng)能和風(fēng)能都有不規(guī)律的間隙這個(gè)特點(diǎn)，這就給太陽(yáng)能風(fēng)能對(duì)蓄電池的充電帶 來(lái)不穩(wěn)定不理想的結(jié)果，間接也會(huì)影響用電環(huán)節(jié)的穩(wěn)定。所以在一個(gè)太陽(yáng)能風(fēng)能 發(fā)電系統(tǒng)中，對(duì)蓄電池的充電控制裝置有著非常重要的作用。然而目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)太陽(yáng)能風(fēng)能充電器都是直接短接充電。這種充電方 法效率極低， 一般只有60%左右。對(duì)于太陽(yáng)能、風(fēng)能比較昂貴的能源來(lái)說(shuō)，必 須追求效率高的充電器。而目前的高效充電器只有升壓(蓄電池最低電壓必須高 于太陽(yáng)能或風(fēng)能輸入的最高電壓)充電和降壓(蓄電池最高電壓必須低于太陽(yáng)能 或風(fēng)能輸入的最低電壓)充電兩種方法，其使用受到很大限制。同時(shí)在實(shí)際使用 中，蓄電池的充電電壓因?yàn)閷?shí)際組配需要會(huì)有不同，因而市場(chǎng)急需要一種輸入輸 出電壓可變的而且高效率、低成本的充電裝置及方法。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種新的輸入輸出電壓可變的而且低成本的充 電裝置及方法，它同時(shí)具備適合各種輸入輸出電壓、成本低、效率高、體積小、智能化強(qiáng)、有最大功率點(diǎn)跟蹤功能等特點(diǎn)。本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能風(fēng)能充電裝置，包括輸入整流電路l、變壓電 路2、輸出電路3、控制電路4和最大功率點(diǎn)跟蹤電路5;控制電路4由基準(zhǔn)電 壓發(fā)生器4-l、采樣單元4-2、 PWM寬度調(diào)節(jié)單元4-3和比較單元4-4組成，基 準(zhǔn)電壓發(fā)生器4-1與采樣單元4-2的輸出端連到比較單元4-4的輸入端，比較單 元4-4的輸出端連到PWM寬度調(diào)節(jié)單元4-3的一個(gè)輸入端，PWM寬度調(diào)節(jié)單元4-3 的輸出端連接到變壓電路2的一個(gè)輸入端，輸出電路3的輸出端與采樣單元4-4 的輸入端相連，最大功率點(diǎn)跟蹤電路5的輸出端與PWM寬度調(diào)節(jié)單元4-3的另一 個(gè)輸入端相連；所述的變壓電路2由功率管Ql、電感Ll和續(xù)流二極管D2組成， 所述的輸出電路3由電容C2、電阻R3和電阻R4組成，電阻R3和電阻R4串聯(lián) 后與電容C2相并聯(lián)，所述的輸入整流電路l由電容C1和二極管D1并聯(lián)構(gòu)成， 所述的最大功率點(diǎn)跟蹤電路5有電阻Rl和電阻R2串聯(lián)構(gòu)成。本方案解決了現(xiàn)有太陽(yáng)能風(fēng)能充電裝置簡(jiǎn)單短接充電的效率很低的問(wèn)題，根 據(jù)太陽(yáng)能和風(fēng)能的工作的特點(diǎn)，充分利用太陽(yáng)能和風(fēng)能的有效功率，同時(shí)摒棄傳 統(tǒng)充電裝置中必須使用的變壓器，不僅大大提高了太陽(yáng)能風(fēng)能充電裝置的使用效 果，而且也為該裝置的小型化提供了技術(shù)支持，能最大效率地利用風(fēng)能和太陽(yáng)能 的能量來(lái)進(jìn)行充電。


圖1是本實(shí)用新型的原理方框圖 圖2是本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)電路圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1和附圖2，具體說(shuō)明本裝置的一個(gè)實(shí)施實(shí)例。 一種太陽(yáng)能風(fēng) 能充電裝置，可以包括輸入整流電路1、變壓電路2、輸出電路3、控制電路4 和最大功率點(diǎn)跟蹤電路5。所述的控制電路4由基準(zhǔn)電壓發(fā)生器4-l、采樣單元4-2、 PWM寬度調(diào)節(jié)單 元4-3和比較單元4-4組成。所述的變壓電路2由功率管Q1、電感L1和續(xù)流二 極管D2組成，所述的輸出電路3由電容C2、電阻R3和電阻R4組成，所述的輸入整流電路1由電容Cl和二極管Dl并聯(lián)構(gòu)成，所述的最大功率點(diǎn)跟蹤電路 5有電阻Rl和電阻R2串聯(lián)構(gòu)成。變壓電路不需要變壓器，僅僅由一個(gè)功率管Q1、電感L1、續(xù)流二極管D2 構(gòu)成。功率管Q1導(dǎo)通時(shí)，電感L1電流增加，儲(chǔ)蓄能量；功率管Q1關(guān)閉時(shí)，電 感L1電流從續(xù)流二極管D2向后輸出，電流減小。不停開(kāi)關(guān)功率管Q1，可使此 電路產(chǎn)生一個(gè)輸出電壓。這個(gè)電壓和輸入電壓的比正好等于功率管Q1開(kāi)關(guān)時(shí)間 的比。由以上方案，還可以發(fā)展出一種太陽(yáng)能風(fēng)能蓄電池充電方法，其特征在于， 包括以下步驟將輸入整流電路1得到的直流電壓，由變壓電路2變成高頻的PWM波，然 后再整流成直流,最后通過(guò)輸出電路3送出；輸出電路3送出的直流電壓反饋到控制電路4的采樣單元4-2，該采樣單元 4-2對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣，然后由比較單元4-4對(duì)釆樣電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比 較；PWM寬度調(diào)節(jié)單元5根據(jù)比較單元4-4得出的結(jié)果改變PWM的寬度； 驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)PWM寬度調(diào)節(jié)單元5輸出的PWM寬度來(lái)控制變壓電路2中功 率管的開(kāi)關(guān)時(shí)間比。從而調(diào)節(jié)輸出電路3輸出的電壓；最大功率點(diǎn)跟蹤電路5根據(jù)太陽(yáng)能電池和風(fēng)機(jī)的輸出，把不同狀態(tài)的信號(hào) 送到控制電路4，由控制電路4來(lái)調(diào)節(jié)變壓電路2，從而調(diào)節(jié)輸出電路3輸出 的功率，使得輸入的太陽(yáng)能電池和風(fēng)機(jī)始終工作在最大輸出功率點(diǎn)上。由于本實(shí)用新型采用了以上的技術(shù)方案，其產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)是明顯的利用一個(gè) 變壓電路，通過(guò)控制功率管的開(kāi)關(guān)時(shí)間比可以改變輸出電壓。使得輸出電壓可以 比輸入電壓高，也可以比輸入電壓低。功率管的開(kāi)關(guān)時(shí)間比就是輸入輸出電壓比。 所以不管輸入電壓是多少，理論上能夠得到一個(gè)從零到無(wú)窮大的輸出電壓。輸出 電壓的高低不再受輸入電壓的制約。利用最大功率點(diǎn)跟蹤電路，使得輸入的太陽(yáng) 能電池和風(fēng)機(jī)始終工作在最大輸出功率點(diǎn)上。這樣可以最大限度地利用輸入能 源。不會(huì)浪費(fèi)昂貴的能源輸入。變壓電路僅僅由一個(gè)功率管， 一個(gè)電感和一個(gè)續(xù) 流二極管構(gòu)成。無(wú)需復(fù)雜的電路，變壓電路無(wú)需變壓器，大大降低了成本。
權(quán)利要求1、一種太陽(yáng)能風(fēng)能充電裝置，包括輸入整流電路(1)、變壓電路(2)、輸出電路(3)、控制電路(4)，其特征在于所述控制電路(4)的一個(gè)輸入端與最大功率點(diǎn)跟蹤電路(5)的輸出端相連；并且所述的控制電路(4)由基準(zhǔn)電壓發(fā)生器(4-1)、采樣單元(4-2)、PWM寬度調(diào)節(jié)單元(4-3)和比較單元(4-4)組成，基準(zhǔn)電壓發(fā)生器(4-1)與采樣單元(4-2)的輸出端連到比較單元(4-4)的輸入端，比較單元(4-4)的輸出端連到PWM寬度調(diào)節(jié)單(4-3)的一個(gè)輸入端，PWM寬度調(diào)節(jié)單元(4-3)的輸出端連接到變壓電路(2)的一個(gè)輸入端，輸出電路(3)的輸出端與采樣單元(4-4)的輸入端相連，最大功率點(diǎn)跟蹤電路(5)的輸出端與PWM寬度調(diào)節(jié)單元(4-3)的另一個(gè)輸入端相連；所述的變壓電路(2)由功率管(Q1)、電感(L1)和續(xù)流二極管(D2)組成，所述的輸出電路(3)由電容(C2)、電阻(R3)和電阻(R4)組成，電阻(R3)和電阻(R4)串聯(lián)后與電容(C2)相并聯(lián)，所述的輸入整流電路(1)由電容(C1)和二極管(D1)并聯(lián)構(gòu)成；所述的最大功率點(diǎn)跟蹤電路(5)有電阻(R1)和電阻(R2)串聯(lián)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能風(fēng)能充電裝置，包括一輸入整流電路、一變壓電路、一控制電路、一最大功率點(diǎn)跟蹤電路、一輸出電路。其中控制電路包括采樣單元、比較單元、基準(zhǔn)電壓發(fā)生器以及PWM寬度調(diào)節(jié)單元。最大功率點(diǎn)跟蹤電路能根據(jù)風(fēng)能太陽(yáng)能的工作功率，通過(guò)控制電路調(diào)節(jié)充電裝置的輸入電壓。本裝置根據(jù)太陽(yáng)能和風(fēng)能的工作的特點(diǎn)，充分利用太陽(yáng)能和風(fēng)能的有效功率，同時(shí)摒棄傳統(tǒng)充電裝置中必須使用的變壓器，不僅大大提高了太陽(yáng)能風(fēng)能充電裝置的使用效果，而且也為該裝置的小型化提供了技術(shù)支持，能最大效率地利用風(fēng)能和太陽(yáng)能的能量來(lái)進(jìn)行充電。
文檔編號(hào)H01M10/44GK201174606SQ200820057160
公開(kāi)日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者昆 宣 申請(qǐng)人:昆 宣