一種環(huán)境監(jiān)測(cè)站電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源技術(shù)，特別涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)站電源系統(tǒng)及其分系統(tǒng)或部件。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，環(huán)保問(wèn)題越來(lái)越受到重視。對(duì)于一些地區(qū)的環(huán)境監(jiān)測(cè)站而言，電力供應(yīng)環(huán)境較差，需要蓄電池來(lái)提供環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備(如傳感探頭、控制器、通信模塊、報(bào)警器等)所需的電力。這些蓄電池通常是由市電來(lái)供電的，對(duì)于風(fēng)能、風(fēng)能等清潔能源充足的地區(qū)(如中國(guó)西北戈壁地帶)而言，這無(wú)疑不夠節(jié)能環(huán)保。可以理解的是，環(huán)境監(jiān)測(cè)站會(huì)分時(shí)段工作，在待機(jī)狀態(tài)下，環(huán)境監(jiān)測(cè)站的各種電子設(shè)備仍會(huì)耗費(fèi)能源，這對(duì)于節(jié)能減排也較為不利。另外，現(xiàn)有待機(jī)電源電路部分的頻率越來(lái)越高，功率密度也越來(lái)越大，也增加了環(huán)境監(jiān)測(cè)站的總體功耗。因此，有必要對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站電源系統(tǒng)及其分系統(tǒng)或部件進(jìn)行改進(jìn)，以便降低系統(tǒng)的功耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于改進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)站電源系統(tǒng)及其分系統(tǒng)或部件，以便實(shí)現(xiàn)節(jié)能要求。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種環(huán)境監(jiān)測(cè)站電源系統(tǒng)，包括依次連接的電能接入設(shè)備、穩(wěn)壓濾波電路及自振蕩反激變換器，電能接入設(shè)備提供直流輸入電量，經(jīng)穩(wěn)壓濾波電路穩(wěn)壓及濾波，由自振蕩反激變換器變換為相應(yīng)直流電壓提供于環(huán)境監(jiān)測(cè)站的電子設(shè)備，其中:
[0005]電能接入設(shè)備包括市電供電裝置、風(fēng)能供電裝置及電能切換器，市電供電裝置和風(fēng)能供電裝置通過(guò)電能切換器來(lái)切換到市電模式或風(fēng)能模式；
[0006]市電供電裝置包括市電接入端子和AD/⑶轉(zhuǎn)換器，市電接入端子接入交流電，經(jīng)AD/CD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為直流電，在市電模式下向自振蕩反激變換器提供直流輸入電壓；
[0007]AD/⑶轉(zhuǎn)換器包括整流電路和濾波電路，濾波電路包括二極管D3.4、二極管D4.4、二極管D8.4、二極管D9.4、電容C7.4以及電容C9.4，二極管D3.4的陽(yáng)極與整流電路的輸出連接，二極管D3.4的陰極與二極管D9.4的陰極連接，電容C7.4的一端與二極管D3.4的陰極連接，電容C7.4的另一端分別與二極管D8.4的陽(yáng)極和二極管D4.4的陰極連接，二極管D8.4的陰極與二極管D9.4的陽(yáng)極連接，電容C9.4的一端與二極管D4.4的陽(yáng)極連接，電容C9.4的另一端與二極管D9.4的陽(yáng)極連接，二極管D9.4的陰極還與直流輸出端連接；
[0008]風(fēng)能供電裝置包括風(fēng)輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、整流器、直流升壓電路、逆變器、蓄電池控制器、蓄電池、系統(tǒng)控制器、泄能負(fù)載控制器、泄能負(fù)載、制動(dòng)剎車裝置等組成，其中:風(fēng)輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、整流器、直流升壓電路、逆變器依次連接成供電主路，以向交流負(fù)載供電；蓄電控制器、蓄電池、逆變器依次連接成蓄能支路，該蓄電控制器控制整流器向蓄電池充電以及控制蓄電池向逆變器放電；制動(dòng)剎車裝置作用于風(fēng)輪機(jī)動(dòng)力軸；泄能負(fù)載經(jīng)泄能負(fù)載控制器接于發(fā)電機(jī)的輸出端；系統(tǒng)控制器分別連接制動(dòng)剎車裝置、泄能負(fù)載控制器及蓄電池控制器，以便控制制動(dòng)剎車裝置剎車、泄能負(fù)載泄能及蓄電池充電；該系統(tǒng)控制器接入逆變器、蓄電池及風(fēng)能傳感器的采集信號(hào)，以便對(duì)根據(jù)負(fù)載狀態(tài)、蓄能狀態(tài)及風(fēng)速狀況來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)電供電裝置的運(yùn)行狀態(tài)；
[0009]蓄電池控制器包括充電電路、放電電路、控制電路及防雷電路，充電電路、放電電路和蓄電池并聯(lián)，防雷電路和蓄電池串聯(lián)，其中防雷電路為防雷電感；
[0010]蓄電池包括蓄電池本體、電池管理裝置、數(shù)據(jù)總線、輔助供電總線以及輔助充電控制線，其中蓄電池本體的正極和負(fù)極分別與電池管理裝置相連接；電池管理裝置包括與蓄電池本體的正極和負(fù)極分別相連接的檢測(cè)控制單元以及與蓄電池本體的正極和負(fù)極分別相連接的輔助充電單元，檢測(cè)控制單元與輔助充電單元相連接；數(shù)據(jù)總線與檢測(cè)控制單元相連接；輔助供電總線與輔助充電單元相連接；輔助充電控制線與檢測(cè)控制單元的輸出端相連接；檢測(cè)控制單元，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)蓄電池本體的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)蓄電池本體的實(shí)時(shí)電壓小于閾值電壓時(shí)，由輔助充電單元通過(guò)輔助供電總線對(duì)蓄電池本體進(jìn)行充電；
[0011]逆變器包括功率管驅(qū)動(dòng)芯片及六個(gè)功率管，功率管驅(qū)動(dòng)芯片接至微處理器電路，以便根據(jù)微處理器電路輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的功率管交替導(dǎo)通和關(guān)斷；六個(gè)功率管分成三組，每組功率管控至一相交流輸出，各個(gè)功率管的源極和漏極之間對(duì)應(yīng)接入二極管；
[0012]自振蕩反激變換器包括輸入濾波電路、主功率電路、輸出濾波電路、取樣電路、誤差放大電路、雙管驅(qū)動(dòng)控制電路及軟啟動(dòng)電路，直流輸入經(jīng)輸入濾波電路、主功率電路、輸出濾波電路后輸出得到直流輸出，輸出端的取樣電流經(jīng)取樣電路、誤差放大電路、雙管驅(qū)動(dòng)控制電路后對(duì)主功率電路中的主開(kāi)關(guān)管進(jìn)行負(fù)反饋控制，軟啟動(dòng)電路接于輸入濾波電路的輸出端，軟啟動(dòng)電路另一端接于雙管驅(qū)動(dòng)控制電路以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。
[0013]較優(yōu)地，自振蕩反激變換器中:
[0014]輸入濾波電路為包括濾波電容CO、C13和濾波電感LO的π型濾波電路；
[0015]主功率電路設(shè)置變壓器輸入繞組Ρ1、輸出繞組Ρ2，MOS管TR1、限流電阻R5，輸出整流二極管Dl來(lái)實(shí)現(xiàn)電源能量的轉(zhuǎn)換、傳遞以及輸入與輸出隔離，MOS管TRl的柵極反向接穩(wěn)壓管Ζ4以使MOS管TRl的柵極啟動(dòng)電壓箝制在預(yù)定電平上；
[0016]雙管驅(qū)動(dòng)控制電路包括電阻R6、R9、R12，電容C5、C12，NPN型二極管TR2、PNP型二極管TR3，當(dāng)輸出電壓偏高時(shí)光耦OCl導(dǎo)通，使得三極管TR2、TR3分別導(dǎo)通，加速M(fèi)OS管TRl關(guān)斷；
[0017]輸出濾波電路為包括電容C3的濾波電路；
[0018]軟啟動(dòng)電路包括分壓電阻R10、R13、R14，啟動(dòng)電容C9和二極管D4，當(dāng)接入輸入電壓時(shí)電流經(jīng)電阻RlO對(duì)啟動(dòng)電容C9充電，在啟動(dòng)電容電壓達(dá)到MOS門限電壓時(shí)實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)軟啟動(dòng)功能。
[0019]較優(yōu)地，自振蕩反激變換器包括輸出短路保護(hù)電路，輸出短路保護(hù)電路設(shè)置于主功率電路中的負(fù)反饋回路的負(fù)反饋繞組輸出回路，輸出短路保護(hù)電路的另一端接至雙管驅(qū)動(dòng)控制電路。
[0020]較優(yōu)地，自振蕩反激變換器包括含穩(wěn)壓器ADJ的穩(wěn)壓電路，以便通過(guò)光耦OCl連接到主功率電路及輸出短路保護(hù)電路及雙管驅(qū)動(dòng)控制電路。
[0021]較優(yōu)地，輸出短路保護(hù)電路包括反饋繞組Ρ3，電阻R1A、RlB,電容Cl I，二極管D3 ；負(fù)反饋繞組P3異名端連接至電阻RlA及電阻Rl的連接點(diǎn)，電阻RlA通過(guò)并接的電阻R1B、電容Cll接至地；負(fù)反饋繞組P3同名端與電容C6、二極管D3的陰極相連，二極管D3的陽(yáng)極接地，電容C6另一端與電阻Rll相連，電阻Rll另一端接主功率電路MOS管TRl的柵極。
[0022]較優(yōu)地，輸出短路保護(hù)電路包括反饋繞組P3，電阻R1A、RlB,電容Cl I，二極管D3 ；負(fù)反饋繞組P3異名端通過(guò)電阻RlA接至電阻Rl，電阻RlA和電阻Rl的連接點(diǎn)與地之間接入并接的電阻R1B、電容Cll ;負(fù)反饋繞組P3同名端與電容C6、二極管D3的陰極相連，二極管D3的陽(yáng)極接地，電容C6另一端與電阻Rll相連，電阻Rll另一端接主功率電路MOS管TRl的柵極。
[0023]較優(yōu)地，輸出短路保護(hù)電路包括反饋繞組P3，電阻R1A、RlB,電容Cl I，二極管D3 ；負(fù)反饋繞組P3異名端連接至電阻R1，負(fù)反饋繞組P3異名端與電阻Rl的連接點(diǎn)與地之間接入電阻R1B，電阻RlB與串接的電阻R1A、電容Cll并接；負(fù)反饋繞組P3同名端與電容C6、二極管D3的陰極相連，二極管D3的陽(yáng)極接地，電容C6另一端與電阻Rll相連，電阻Rll另一端接主功率電路MOS管TRl的柵極。
[0024]較優(yōu)地，輸出短路保護(hù)電路包括反饋繞組P3，電阻R1A，電容C11，二極管D3 ;負(fù)反饋繞組P3異名端連接至電阻Rl，負(fù)反饋繞組P3異名端與電阻Rl的連接點(diǎn)與地之間串接電容C11、電阻RlA ;負(fù)反饋繞組P3同名端與電容C6、二極管D3的陰極相連，二極管D3的陽(yáng)極接地，電容C6另一端與電阻Rll相連，電阻Rll另一端接主功率電路MOS管TRl的柵極。
[0025]較優(yōu)地，輸出短路保護(hù)電路包括反饋繞組P3，電阻R1A，電容C11，二極管D3 ;負(fù)反饋繞組P3異名端連接至電阻Rl，負(fù)反饋繞組P3異名端與電阻Rl的連接點(diǎn)與地之間串接電阻R1A、電容Cll ;負(fù)反饋繞組P3同名端與電容C6、二極管D3的陰極相連，二極