端供電時，發(fā)光二極管Dl.4這時會被點亮以指示本AC/DC轉(zhuǎn)換器處于工作狀態(tài)。而穩(wěn)壓二極管D2.4則可以保證發(fā)光二極管Dl.4兩端的工作電壓不會過大而將發(fā)光二極管Dl.4損壞。
[0054]參見圖5，為本發(fā)明環(huán)境監(jiān)測站電源系統(tǒng)中風(fēng)能供電裝置的方框圖。該風(fēng)能供電裝置包括風(fēng)輪機(jī)114、發(fā)電機(jī)115、整流器116、逆變器117、蓄電池控制器113及蓄電池120，風(fēng)輪機(jī)114、發(fā)電機(jī)115、整流器116及逆變器117依次連接成供電主路，以向交流負(fù)載(可以是電機(jī)等設(shè)備，本發(fā)明未示出供電)；整流器116、蓄電池控制器113、蓄電池120依次連接成蓄能支路，該蓄電池控制器113控制整流器116向蓄電池120充電以及控制蓄電池120向逆變器117放電，蓄電池120的電能可提供于直流負(fù)載(如本發(fā)明中的環(huán)境監(jiān)測站等)。
[0055]在風(fēng)能供電模式下，風(fēng)輪機(jī)114將捕獲的風(fēng)能以機(jī)械能的形式驅(qū)動發(fā)電機(jī)115，輸出的電壓和頻率都變化的交流電經(jīng)整流器116轉(zhuǎn)為直流電，風(fēng)量充足時經(jīng)逆變器117轉(zhuǎn)為恒壓恒頻的交流電來供交流負(fù)載使用，多余電力在蓄電池控制器113控制下向蓄電池120充電；蓄電池120的電能提供給直流負(fù)載，也可在風(fēng)量不足時放電至逆變器117。
[0056]圖5采用逆變器117將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，以便提供給交流負(fù)載(本發(fā)明未示出)使用，逆變器117的具體結(jié)構(gòu)如下所述。
[0057]參見圖6，為本發(fā)明環(huán)境監(jiān)測站電源系統(tǒng)中蓄電池控制器的方框圖。該蓄電池控制器113可分時段接入市電、風(fēng)能及風(fēng)能電力，該蓄電池控制器113包括充電電路1131、放電電路1133、控制電路1132及防雷電路1134，充電電路1131、放電電路1133和蓄電池120并聯(lián)，防雷電路1134和蓄電池120串聯(lián)。由于增加了防雷電路1134，流過蓄電池120的雷擊電流大為減小。
[0058]本實施例中的防雷電路1134具體為防雷電感，添加該防雷電感后流過蓄電池120的雷擊電流大為減?。煌瑫r，該防雷電感的感抗遠(yuǎn)大于蓄電池內(nèi)阻，由此在蓄電池120兩端所分殘壓也大為減小，這樣也增強(qiáng)了系統(tǒng)的防雷能力。此外，也可于充電電路1131、放電電路1133分別串聯(lián)防雷電感，以進(jìn)一步改善防雷能力。
[0059]參見圖7，為本發(fā)明環(huán)境監(jiān)測站電源系統(tǒng)中蓄電池的方框圖。該蓄電池120包括蓄電池本體1201、電池管理模塊1202、數(shù)據(jù)總線1203、輔助供電總線1205以及輔助充電控制線1204，其中蓄電池本體1201的正極和負(fù)極分別與電池管理模塊1202相連接。進(jìn)一步說明如下。
[0060]圖7中，該電池管理模塊1202包括與蓄電池本體1201的正極和負(fù)極分別相連接的檢測控制單元12021以及與蓄電池本體1201的正極和負(fù)極分別相連接的輔助充電單元12022，檢測控制單元201與輔助充電單元202相連接；數(shù)據(jù)總線1203與檢測控制單元12021相連接；輔助供電總線1205與輔助充電單元12022相連接；輔助充電控制線1204與檢測控制單元12021的輸出端相連接；檢測控制單元12021，用于實時檢測蓄電池本體1201的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)蓄電池本體1201的實時電壓小于閾值電壓時，由輔助充電單元12022通過輔助供電總線1205對蓄電池本體1201進(jìn)行充電。
[0061]本實施例中，檢測控制單元12021可以檢測蓄電池本體1201的狀態(tài)，并在輔助充電單元12022的協(xié)調(diào)作用下對該蓄電池本體1201進(jìn)行充放電操作，從而使得蓄電池整體都保持在理想的電壓平衡狀態(tài)。這樣既可以使蓄電池保持活性，又可以達(dá)到電壓平衡的狀態(tài)，不至于出現(xiàn)過充或欠充的狀態(tài)，由此提高了蓄電池的壽命。
[0062]參見圖8，為本發(fā)明環(huán)境監(jiān)測站電源系統(tǒng)中逆變器的方框圖。該逆變器包括功率管驅(qū)動芯片，該功率管驅(qū)動芯片接至微處理器電路(MCU/DSP)，以便根據(jù)微處理器電路輸出的脈沖寬度調(diào)制信號，驅(qū)動對應(yīng)的功率管交替導(dǎo)通和關(guān)斷。具體的，所述的逆變器包括六個功率管BI?B6，這六個功率管分成三組，每組功率管控制一相輸出。
[0063]各個功率管的具體連接方式是:功率管B1、B2、B3的源極共同接直流電源的一端，功率管B4、B5、B6的漏極共同接直流電源的另一端，功率管BI的漏極和功率管B4的源極的連接點接交流負(fù)載(如電機(jī))的U相端子，功率管B2的漏極和功率管B5的源極的連接點接交流負(fù)載的V相端子，功率管B3的漏極和功率管B6的源極連接點接變頻空調(diào)壓縮機(jī)交流負(fù)載的W相端子；功率管B1、B2、B3、B4、B5、B6的柵極分別接功率管驅(qū)動芯片的一個輸出端，該功率管驅(qū)動芯片的各個輸入端分別受微處理器電路的輸出脈沖寬度調(diào)節(jié)信號PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6中的一路控制。該六個功率管BI?B6的源極和漏極之間對應(yīng)接入二極管。
[0064]微處理器根據(jù)設(shè)定的運(yùn)行規(guī)則產(chǎn)生相應(yīng)的6路脈沖寬度調(diào)制信號，即六個驅(qū)動信號PWMl?PWM6 ;通過功率管驅(qū)動芯片驅(qū)動逆變器的6個功率管(MOSFET或IGBT)B1?B6 ；這些功率管的交替導(dǎo)通和關(guān)斷，產(chǎn)生三相調(diào)制波形，輸出電壓可調(diào)、頻率可變的三相交流電，三相電繞組的U、V、W接線端接至相應(yīng)交流負(fù)載來驅(qū)動其運(yùn)行。
[0065]本發(fā)明對風(fēng)能供電裝置進(jìn)行了改進(jìn)，可以使得風(fēng)能輸出更為穩(wěn)定，詳細(xì)說明如下。
[0066]參見圖6，為本實用新環(huán)境監(jiān)測站電源系統(tǒng)中改進(jìn)型風(fēng)能供電裝置的方框圖。該風(fēng)能供電裝置由風(fēng)輪機(jī)114、發(fā)電機(jī)115、整流器116、直流升壓電路118、逆變器117、蓄電池控制器113、蓄電池120、系統(tǒng)控制器119、泄能負(fù)載控制器1102、制動剎車裝置1103、制動剎車裝置1101等組成，其中:風(fēng)輪機(jī)114、發(fā)電機(jī)115、整流器116、直流升壓電路118、逆變器117依次連接成供電主路，以向交流負(fù)載供電；蓄電池控制器113、蓄電池120、逆變器117依次連接成蓄能支路，該蓄電池控制器113控制整流器116向蓄電池120充電以及控制蓄電池120向逆變器117放電；制動剎車裝置1101作用于風(fēng)輪機(jī)114動力軸；制動剎車裝置1103經(jīng)泄能負(fù)載控制器1102接于發(fā)電機(jī)115的輸出端；系統(tǒng)控制器119分別連接制動剎車裝置1101、泄能負(fù)載控制器1102及蓄電池控制器113，以便控制制動剎車裝置1101剎車、制動剎車裝置1103泄能及蓄電池120充電；該系統(tǒng)控制器119接入逆變器117、蓄電池120及風(fēng)能傳感器的采集信號，以便對根據(jù)負(fù)載狀態(tài)、蓄能狀態(tài)及風(fēng)速狀況來調(diào)節(jié)風(fēng)電供電裝置的運(yùn)行狀態(tài)。
[0067]本實施例中，蓄電池控制器113、蓄電池120，逆變器117等部件可以沿用前述結(jié)構(gòu)，不再展開說明。
[0068]該改進(jìn)型風(fēng)能供電裝置的工作機(jī)理為:針對風(fēng)速達(dá)到風(fēng)輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的切入風(fēng)速，且未超出切出風(fēng)速時，在穩(wěn)定的工作風(fēng)速內(nèi)，系統(tǒng)控制器根據(jù)風(fēng)速狀況、負(fù)載電流閾值、置蓄電池的閾值來控制開關(guān)Tl?T5的狀態(tài)傳輸能量，主要包括以下幾種情況(如圖6所示):
[0069](I)風(fēng)輪機(jī)一發(fā)電機(jī)一整流器一直流升壓電路一逆變器一交流負(fù)載。
[0070](2)線路1:風(fēng)輪機(jī)一發(fā)電機(jī)一整流器一直流升壓電路一逆變器一交流負(fù)載；線路2:風(fēng)輪機(jī)一發(fā)電機(jī)一整流器一蓄電池(充電);線路3:風(fēng)輪機(jī)一發(fā)電機(jī)一泄能負(fù)載；線路4:風(fēng)輪機(jī)一制動剎車裝置。
[0071](3)線路5:風(fēng)輪機(jī)一發(fā)電機(jī)一整流器一直流升壓電路一逆變器一交流負(fù)載；線路6:蓄電池(放電)一直流升壓電路一逆變器一交流負(fù)載。
[0072](4)蓄電池(放電)—直流升壓電路一逆變器一交流負(fù)載。
[0073]如果無風(fēng)以及風(fēng)速過大，超出風(fēng)力發(fā)電機(jī)承受的最大風(fēng)速，那時將要啟動機(jī)械剎車裝置，將風(fēng)輪機(jī)鎖住，以保護(hù)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
[0074]參見圖10，為本發(fā)明環(huán)境監(jiān)測站電源系統(tǒng)中自振蕩反激變換器實施例一的方框圖。該自振蕩反激變換器主要包括輸入濾波電路、軟啟動電路、MOS管、變壓器、脈沖頻率調(diào)制電路(PFM)、基準(zhǔn)放大電路、隔離光耦、穩(wěn)壓輸出電路等電路，其中:輸入電壓經(jīng)變壓器連接穩(wěn)壓輸出電路；軟啟動電路連接MOS管的柵極，該MOS管的柵極還接脈沖頻率調(diào)制電路；在脈沖頻率調(diào)制電路和穩(wěn)壓輸出電路之間還接有基準(zhǔn)放大電路、隔離光耦，由此形成電壓負(fù)反饋回路。
[0075]參見圖11，為本發(fā)明環(huán)境監(jiān)測站電源系統(tǒng)中自振蕩反激變換器實施例二的方框圖。其電路基本組成是:脈沖頻率調(diào)制電路主要由NPN