專利名稱：用于不確定性能源轉化、存儲和利用的智能控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明為一種用于不確定性能源轉化、存儲和利用的智能控制器，涉及太陽能、風能、 柴油機發(fā)電等具有不確定性的能源利用的技術領域，特別涉及能源存儲和利用控制裝置的技 術領域。本發(fā)明可用于風光互補路燈、柴油機發(fā)電測試時電能存儲等領域。
背景技術：
能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質基礎。開發(fā)新能源和可再生能源，是緩解能 源矛盾的重要措施，是世界各國能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策。但是，可再生能源通常受到自-然條件的限制，不僅在地域上差別迥異，而且隨時間變化具有很強的不確定性，相應的，所 轉化得來的電壓、電流和功率都具有很強的不確定性。風能發(fā)電具有間歇性瞬時變化的特點， 而目前微型風力發(fā)電機的額定功率通常為12m/s,也就是說，微型風力發(fā)電機通常工作在非 額定狀態(tài)，由其產生的三相交流電其電壓、電流和功率都不穩(wěn)定；太陽能發(fā)電受日照強度的 影響，其電流和功率隨日夜變化和季節(jié)變化而波動。
常規(guī)能源也存在同樣的問題。以柴油發(fā)電機生產廠家為例，在柴油發(fā)電機出廠前必須進 行質量檢驗，其中就包括發(fā)電試驗。此時，考慮到柴油機的質量尚未確定，其發(fā)電能量具有 很大的不確定性，發(fā)電特性可能存在大幅波動。因此，目前國內的主要處理方式往往是直接 將這部分電力拋棄，造成嚴重浪費。 .

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種用于不確定性能源轉化、存儲和利用的智能 控制器，利用智能控制裝置，獲得穩(wěn)定可靠的電力輸出，并存儲到蓄電池中，使之能直接對 直流負載進行供電。其電源可以來源于自然界的可再生能源，包括風能、太陽能、潮汐能，
也可以來于常規(guī)能源，包括柴油機發(fā)電；經控制裝置將各路電路分別存儲到蓄電池，從而可
以對直流負載直接供電。
本發(fā)明解決技術問題采用如下技術方案 本發(fā)明用于不確定性能源轉化、存儲和利用的智能控制器的結構特點是設置用于監(jiān)控電
路狀態(tài)并控制蓄電池充放電模式的控制中心是以各路經整流濾波后的三相交流、單相交流和
各路經全橋整流、DC/DC轉換電路的直流信號為輸入信號；在所述各路DC/DC轉換電路中采' 用變壓器隔離的正激buck電路，用于控制充電效率的各路DC/DC轉換電路的輸出電壓為一 致。
本發(fā)明用于不確定性能源轉化、存儲和利用的智能控制器的結構特點也在于所述P^1控制的驅動電路包括由變壓器T2和電容C5組成的震蕩電路、由三極管Q1、 Q2組成的推挽輸 出電路、電流模式P麗控制器TL3845和光耦4N35; PWM占空比由電流模式P麗控制器TL3845 和控制中心共同控制；所述控制中心對輸入輸出信號進行采樣后，其電壓控制信號Vk通過 光耦4N35輸入到電流模式P麗控制器TL3845的VFB端口 ，電流控制信號輸入到電流模式 P麗控制器TL3845的ISEN端口 ，電流模式PWM控制器TL3845輸出的P觀控制信號經推挽 輸出、變壓器隔離后用于控制DC/DC主回路中的VI、 V2的開通和關斷。 與已有技術相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在
1、 本發(fā)明可以同時接受幾種具有不確性的可再生能源，包括風能、太陽能和潮汐能； 也包括常規(guī)能源，如柴油機發(fā)電等所產生的電能輸入，形成穩(wěn)定的電力輸出，存儲到蓄電池. 中，可直接對直流負載供電。
2、 本發(fā)明系統(tǒng)結構簡單、轉化效率高，具有很強的實用性和推廣性。
3、 本發(fā)明可用于風光能路燈、柴油機發(fā)電實驗的能源存儲等領域。


圖1為本發(fā)明原理框圖。
圖2為本發(fā)明三相交流和單相交流信號輸入后的整流濾波電路原理圖。
圖3為本發(fā)明直流信號輸入后的全橋整流電路原理圖。 '
圖4為本發(fā)明DC/DC轉換電路原理圖。
圖5為本發(fā)明DC/DC轉換電路的P麗驅動電路圖。
圖6為本發(fā)明控制中心電路原理圖。
以下通過具體實施方式
，結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
具體實施例方式
參見圖1，設置用于監(jiān)控電路狀態(tài)并控制蓄電池充放電模式的控制中心是以各路經整流 濾波后的三相交流、單相交流和各路經全橋整流、DC/DC轉換電路的直流信號為輸入信號； 在所述各路DC/DC轉換電路中采用變壓器隔離的正激buck電路，用于控制充電效率的各路 DC/DC轉換電路的輸出電壓為一致。 .
控制器在接受圖1所示的三相交流、單位交流和直流的不同類型信號輸入之后，三相交 流和單相交流信號進入圖2所示的整流濾波電路，直流信號經過圖3所示的單向導通電路， 進入圖4所示的DC/DC轉換電路；DC/DC轉換電路與蓄電池和控制中心直接相連接，采用變' 壓器隔離的正激buck電路；DC/DC電路中的PWM占空比由圖5所示的TL3845和控制中心共 同控制；輸出電壓均由蓄電池特性決定，根據(jù)蓄電池類型，如鉛酸電池、鋰離子電池特性不同而改變。
本實施例中，控制中心采用圖6所示的以Atmega8為中心的單片機系統(tǒng)，含有檢測、保 護、控制和指示電路。以控制中心監(jiān)控電路狀態(tài)，管理蓄電池的充放電模式。
具體實施中，控制器所能接受的輸入信號可以是三相交流、單相交流和直流能源的任意 一種或幾種，輸入信號的電壓、電流和功率均可具有不確定性，在一定范圍內波動；所給出 的輸出電壓由蓄電池的特性決定，各路DC/DC的輸出電壓保持一致；電壓轉換和充電效率由 DC/DC電路決定；
參見圖2，三相輸入信號從VC1、 VC2和VC3引腳輸入，其三相整流電路由兩個KBPC3510 并聯(lián)而成，其濾波電路采用L1、 Cl、 C2組成的LCI1型濾波電路；單相交流信號是從V1和 V2引腳輸入，經全橋整流電路KBPC3510后進入LCII型濾波電路；
參見圖3，輸出信號Vs是一個帶紋波的變化的直流信號。直流輸入信號從圖3所示VD+ 和VD-引腳輸入，Dl和D2組成的單向導通電路保證電流不會逆流。
圖2、圖3的輸出信號Vs即為圖4所示DC/DC轉換電路的輸入信號。其中，VI、 V2、 D3、 D4、 T5、 D5、 D6、 L2、 C4組成了正激Buck電路，其輸入信號為經D5、 D6、 L2、 C4整流濾 波的電壓信號Vo。 Vo連接到蓄電池，對蓄電池充電；因此，Vo由蓄電池特性決定，充電模 式根據(jù)蓄電池類型，如鉛酸電池、鋰離子電池特性不同而改變。DC/DC的轉化效率由P麗信 號控制，P麵信號來自變壓器隔離的P麗驅動電路。
圖5所示的P麗驅動電路包括由T2、 C5組成的震蕩電路、由Ql、 Q2組成的推挽輸出電 路、電流模式P醫(yī)控制器TL3845和光耦4N35等幾個關鍵部分。PWM占空比由TL3845和控. 制中心共同控制?？刂浦行膶斎胼敵鲂盘栠M行采樣后，其電壓控制信號Vk通過光耦4N35 輸入到TL3845的VFB端口 ，電流控制信號輸入到TL3845的ISEN端口 ， TL3845輸出的PWM 控制信號經推挽輸出、變壓器隔離后用于控制DC/DC主回路中的V1、 V2的開通和關斷。
控制中心的核心是Atmega8單片機及其附屬電路，如圖6所示?？刂浦行挠邪瑱z測、 保護、控制和指示電路。使用Atmega8的ADC 口和PB 口中的PB6、 PB7作為輸入采樣端口， 使用PB口中的PBO、 PB1、 PB2和PD 口作為控制信號的輸出端口；其中，Vil、 Vi2、 Vi3、 Vi4、 Vi5、 Vi6、 Vi7、 Vi8對電路中的輸入輸出電壓、電流信號及外接用戶使用模式信號的 采樣信號；Vkl、 Vk2、 Vk3、 Vk4、 Vk5、 Vk6、 Vk7、 Vk8分別為DC/DC電路中的電壓調節(jié)信 號、輸入保護動作信號和狀態(tài)指示信號。控制中心還包含對負載或者多個負載的連接/關斷 控制電路、恒壓電路、恒流電路，因其廣泛使用，在此不贅述。
權利要求
1、用于不確定性能源轉化、存儲和利用的智能控制器，其特征是設置用于監(jiān)控電路狀態(tài)并控制蓄電池充放電模式的控制中心，以三相交流、單相交流、直流信號為輸入信號，經整流濾波或單向導通后進入DC/DC轉換電路，所述DC/DC轉換電路中采用變壓器隔離的正激buck電路，通過PWM控制充電效率的各路DC/DC轉換電路的輸出電壓為一致。
2、 根據(jù)權利要求1所述的所述用于不確定性能源轉化、存儲和利用的智能控制器，其 特征是所述P觀控制的驅動電路包括由變壓器T2和電容C5組成的震蕩電路、由三極管Ql、 Q2組成的推挽輸出電路、電流模式P麗控制器TL3845和光耦4N35; P麗占空比由電流模式 PWM控制器TL3845和控制中心共同控制；所述控制中心對輸入輸出信號進行采樣后，其電 壓控制信號Vk通過光耦4N35輸入到電流模式PWM控制器TL3845的VFB端口 ，電流控制信 號輸入到電流模式PWM控制器TL3845的ISEN端口 ，電流模式P麗控制器TL3845輸出的P麗 控制信號經推挽輸出、變壓器隔離后用于控制DC/DC主回路中的VI、 V2的開通和關斷。
全文摘要
用于不確定性能源轉化、存儲和利用的智能控制器，其特征是設置用于監(jiān)控電路狀態(tài)并控制蓄電池充放電模式的控制中心是以各路經整流濾波后的三相交流、單相交流和各路經全橋整流、DC/DC轉換電路的直流信號為輸入信號；在所述各路DC/DC轉換電路中采用變壓器隔離的正激buck電路，通過PWM控制充電效率的各路DC/DC轉換電路的輸出電壓為一致。本發(fā)明可以同時接受幾種具有不確性的可再生能源，包括風能、太陽能和潮汐能；也包括常規(guī)能源，如柴油機發(fā)電等所產生的電能輸入，形成穩(wěn)定的電力輸出，存儲到蓄電池中，可直接對直流負載供電。
文檔編號H02J7/00GK101453131SQ20081024618
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權日2008年12月29日
發(fā)明者江國強, 王智靈, 軍 程, 陳宗海, 陶國肯 申請人:安徽風日光電科技有限責任公司