CN103869257A

CN103869257A - 风力发电变桨系统中电池组的检测电路

Info

Publication number: CN103869257A
Application number: CN201410125016.5A
Authority: CN
Inventors: 马伍新
Original assignee: BEIJING YA AN XINNENG AEROSPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING YA AN XINNENG AEROSPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: CN103869257B

Abstract

本发明公开了一种风力发电变桨系统中电池组的检测电路，包括：充电器输出端、电池组输入端、MCU、MOS管、充电电流采样电路、MOS管控制电路以及电池组检测电路，其中，充电器输出端的正极与电池组输入端的正极连接，充电器输出端的负极通过MOS管与电池组输入端的负极连接；充电电流采样电路与充电器输出端的负极和MCU连接；MOS管控制电路分别与MCU和MOS管连接；电池组检测电路，与MCU和电池组输入端连接。本发明解决了现有技术中无法检测风力发电机变桨系统中电池组的状态问题，实现智能地检测风力发电机变桨系统中电池组的状态，可有效地检测电池组和充电器间存在的断线的问题，保证电池组的可靠充电，提升风力发电变桨系统的可靠性。

Description

风力发电变桨系统中电池组的检测电路

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体而言，涉及一种风力发电变桨系统中电池组的检测电路。

背景技术

随着不可再生能源在世界范围内面临枯竭的窘境，为满足工业化生产和人类生活所需，人们对太阳能、风力、水力这些可再生资源的关注和利用已日渐提升。其中，风力发电作为一种已经发展相对成熟的能源开发技术，尤其在高原、沿海等地区有着广泛的普及和应用。

目前风力发电机变桨系统的备用电源大多采用铅酸蓄电池组，铅酸电池组的可靠充电至关重要，若由于某种原因致使充电器和铅酸电池组断开而不能可靠充电则会造成不能正常收浆的事故，致使整台风力发电机损坏或报废，从而造成巨大的经济损失。因此，当下需要迫切解决的一个技术问题就是：如何能够提出一种有效的措施，以检测电池组是否在线。

针对现有技术中无法智能地检测风力发电机变桨系统中电池组的状态问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种风力发电变桨系统中电池组的检测电路，以至少解决现有技术中无法智能地检测风力发电机变桨系统中电池组的状态问题。

本发明提供了一种风力发电变桨系统中电池组的检测电路，包括：充电器输出端、电池组输入端、MCU、MOS管T1、充电电流采样电路、MOS管控制电路以及电池组检测电路，其中，充电器输出端的正极与电池组输入端的正极连接，充电器输出端的负极通过MOS管T1与电池组输入端的负极连接；充电电流采样电路与充电器输出端的负极和MCU连接，用于对充电器输出端输出的充电电流进行采样，并将采样结果发送至MCU； MOS管控制电路，分别与MCU和MOS管T1连接，用于根据MCU发出的控制信号，控制MOS管T1的导通与断开；电池组检测电路，与MCU和电池组输入端连接。

可选地，MOS管控制电路包括：第一节点MOS_T，与MCU连接；第一光耦U1，第一光耦U1的第一端与第一节点MOS_T连接，第一光耦U1的第二端通过第一电阻R1与第一辅助电源连接，第一光耦U1的第三端分别与第二电阻R2和第三电阻R3的一端连接，第二电阻R2的另一端与第二辅助电源连接，第三电阻R3的另一端分别与第四电阻R4的一端和MOS管T1的栅极连接，第四电阻R4的另一端与充电器输出端的负极连接，第一光耦U1的第四端与地连接。

可选地，电池组检测电路包括：第二节点BAT_CHECK，与MCU连接；第三光耦U3，第三光耦U3的第一端与电池组输入端的负极连接，第三光耦U3的第二端与通过第九电阻R9和第八电阻R8与电池组输入端的正极连接，第三光耦U3的第三端分别与第二节点BAT_CHECK和第十电阻R10的一端连接，第十电阻R10的另一端与第三辅助电源连接，第三光耦U3的第四端与地连接。

可选地，还包括： MOS管检测电路，与MCU和MOS管T1连接，用于检测MOS管T1是否完好受控。

可选地，MOS管检测电路包括：第三节点MOS_CHECK，与MCU连接；第二光耦U2，第二光耦U2的第一端与电池组输入端的负极连接，第二光耦U2的第二端通过第六电阻R6和第五电阻R5与充电器输出端的正极连接，第二光耦U2的第三端分别与第三节点MOS_CHECK和第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端与第四辅助电源连接，第二光耦U2的第四端与地连接。

可选地，充电器输出端的负极与MOS管T1的源极连接，电池组输入端的负极与MOS管T1的漏极连接。

可选地，充电器输出端的正极通过二极管与电池组输入端的正极连接。

在本发明中提供了一种用于检测风力发电变桨系统中电池组是否在线的检测电路，包括：充电器输出端、电池组输入端、MCU、MOS管、充电电流采样电路、MOS管控制电路以及电池组检测电路，具体应用时，通过充电电流采样电路采集的充电电流的参数，根据采集到的参数判断是否需要对风力发电变桨电池组进行检测，当采集到的充电电流的参数满足预定条件时， MCU发送对应的控制指令控制MOS管的断开，电池组检测电路根据MOS管断开时本端电路中预设的检测节点的逻辑电平，判断风力发电变桨电池组是否在线。本发明解决了现有技术中无法智能地检测风力发电机变桨系统中电池组的状态问题，智能检测风力发电机变桨系统中电池组的状态的效果，可有效地检测电池组和充电器间可能存在的断线的问题，保证风力发电机变桨系统中电池组的可靠充电，进一步地，也提升风力发电变桨系统的可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的风力发电变桨系统中电池组的检测电路的一种可选的结构示意图；以及

图2是根据本发明实施例的风力发电变桨系统中电池组的检测电路的一种可选的电路图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1

本发明可选的实施例1中提供了一种风力发电变桨系统中电池组的检测电路，具体地，图1示出该风力发电变桨系统中电池组的检测电路的一种结构示意图，如图1所示，该电路包括：充电器输出端、电池组输入端、MCU（Micro Control Unit，微控制单元）、MOS管、充电电流采样电路、MOS管控制电路以及电池组检测电路，其中，充电器输出端的正极通过二极管与电池组输入端的正极连接，充电器输出端的负极通过MOS管与电池组输入端的负极连接，具体连接时，充电器输出端的负极与MOS管的源极连接，电池组输入端的负极与MOS管的漏极连接；充电电流采样电路与充电器输出端的负极和MCU连接，用于对充电器输出端输出的充电电流进行采样，并将采样结果发送至MCU；MOS管控制电路，分别与MCU和MOS管连接，用于根据MCU发出的控制信号，控制MOS管的导通与断开；电池组检测电路，与MCU和电池组输入端连接。

上述结构的风力发电变桨系统中电池组的检测电路，在具体应用时，通过充电电流采样电路采集的充电电流的参数，判断是否需要对风力发电变桨电池组进行检测，当采集到的充电电流的参数满足预定条件时，可选地，当充电电流采样电路采集的充电电流小于第一预定阈值时，触发电池组检测操作，来对电池组是否在线进行检测，在进行检测的过程中，MCU发送控制指令给MOS管控制电路，MOS管控制电路控制MOS管断开，电池组检测电路根据MOS管断开时本端电路中预设的检测节点的逻辑电平，判断出风力发电变桨电池组是否在线。本发明解决了现有技术中无法智能地检测风力发电机变桨系统中电池组的状态问题，实现智能检测风力发电机变桨系统中电池组的状态的效果，保证风力发电机变桨系统中电池组的可靠充电，进一步地，也提升风力发电机的使用寿命。

在本发明的一个可选的实施方式中，还对上述风力发电变桨系统中电池组的检测电路进行了优化，提供了一种MOS管控制电路优选的方案，具体来说，如图2所示，MOS管控制电路包括：第一节点MOS_T，与MCU连接；第一光耦U1，第一光耦U1的第一端与第一节点MOS_T连接，第一光耦U1的第二端通过第一电阻R1与第一辅助电源VCC连接，优选地，第一辅助电源VCC为+5V，第一光耦U1的第三端分别与第二电阻R2和第三电阻R3的一端连接，第二电阻R2的另一端与第二辅助电源连接，优选地，第二辅助电源为+12V，第三电阻R3的另一端分别与第四电阻R4的一端和MOS管T1的栅极连接，第四电阻R4的另一端与充电器输出端的负极OUT-连接，第一光耦U1的第四端与地GND连接。在上述优选的实施方式中，MCU发出控制信号，利用第一光耦U1实现对MOS的导通与否的控制。

在本发明的一个可选的实施方式中，还提供了一种电池组检测电路优选的方案，具体来说，如图2所示，电池组检测电路包括：第二节点BAT_CHECK，与MCU连接；第三光耦U3，第三光耦U3的第一端与电池组输入端的负极BATTERY-连接，第三光耦U3的第二端与通过第九电阻R9和第八电阻R8与电池组输入端的正极BATTERY+连接，第三光耦U3的第三端分别与第二节点BAT_CHECK和第十电阻R10的一端连接，第十电阻R10的另一端与第三辅助电源VCC连接，优选地，第三辅助电源VCC为+5V，第三光耦U3的第四端与地连接。在上述优选的实施方式中，MCU发出控制信号控制MOS管T1的断开，同时，MCU根据电池组检测电路反馈的第二节点BAT_CHECK的逻辑电平，实现对电池组在线与否的判断。

在本发明的一个优选的实施方式中，还对上述检测电路进行了进一步地优化，具体地，上述检测电路还包括MOS管检测电路，与MCU和MOS管T1连接，用于检测MOS管T1是否完好受控。具体实现时，如图2所示，MOS管检测电路包括：第三节点MOS_CHECK，与MCU连接；第二光耦U2，第二光耦U2的第一端与电池组输入端的负极连接，第二光耦U2的第二端通过第六电阻R6和第五电阻R5与充电器输出端的正极OUT+连接，第二光耦U2的第三端分别与第三节点MOS_CHECK和第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端与第四辅助电源连接，第二光耦U2的第四端与地连接。在上述优选的实施方式中，增加MOS管检测电路来检测MOS管T1是否完好受控，从而提升检测电池组在线与否的精确性。

下面对上述结构的风力发电变桨系统中电池组的检测电路的工作过程进行具体的描述：

当充电电流采样电路送到MCU的充电电流采样大于第二预定阈值（如200mA）时，判定有电池组；当充电电流采样电路送到MCU的充电电流采样小于第一预定阈值（如100mA）时，每隔第一预定时间阈值（如10分钟）进行一次电池组是否在线的检测，具体如下：

1）在进行检测电池组是否在线之前，先对MOS管T1的是否完好可控进行检测，具体检测方法为：在MOS管T1断开时，若第二光耦U2的第三端MOS_CHECK点为高电平，则判定MOS管T1完好受控，否则判定MOS管T1故障；在MOS管T1导通时，若第二光耦U2的第三端MOS_CHECK点为低电平，则MOS管T1完好受控，否则MOS管T1故障。可选地，若MOS管T1故障持续超过第二预定时间阈值（如8s），则判定电池组不在线。

2）在判定MOS管T1完好受控后，断开MOS管T1，若第三光耦U3的第三端BAT_CHECK点为低电平，则判定电池组在线，否则判定电池组不在线。

3）在判断电池组是否在线后，重新导通MOS管T1。

优选地，可以将上述结构的检测电路与传统的充电器封装在一起，作为一种具有上述检测电路检测功能的新型充电器，该新型充电器的输出端直接与电池组的输入端连接，这种结构的充电器除具有传统充电器的充电功能之外，还具有本实施例中记载的检测功能，可达到方便生产和实施的效果。

从以上描述中可以看出，本发明实现了如下技术效果：本发明的风力发电变桨系统中电池组的检测电路可以实现变桨电池组的是否在线检测，做到提前预警，从而保证风机的安全收桨，进一步提高风力发电机变桨系统的可靠性。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种风力发电变桨系统中电池组的检测电路，其特征在于，包括：充电器输出端、电池组输入端、MCU、MOS管（T1）、充电电流采样电路、MOS管控制电路以及电池组检测电路，其中，

所述充电器输出端的正极与所述电池组输入端的正极连接，所述充电器输出端的负极通过所述MOS管（T1）与所述电池组输入端的负极连接；

所述充电电流采样电路与所述充电器输出端的负极和所述MCU连接，用于对所述充电器输出端输出的充电电流进行采样，并将采样结果发送至所述MCU；

所述MOS管控制电路分别与所述MCU和所述MOS管（T1）连接，用于根据所述MCU发出的控制信号，控制所述MOS管（T1）的导通与断开；

电池组检测电路，与所述MCU和所述电池组输入端连接。

2.如权利要求1所述的风力发电变桨系统中电池组的检测电路，其特征在于，所述MOS管控制电路包括：

第一节点（MOS_T），与所述MCU连接；

第一光耦（U1），所述第一光耦（U1）的第一端与所述第一节点（MOS_T）连接，所述第一光耦（U1）的第二端通过第一电阻（R1）与第一辅助电源连接，所述第一光耦（U1）的第三端分别与第二电阻（R2）和第三电阻（R3）的一端连接，所述第二电阻（R2）的另一端与第二辅助电源连接，所述第三电阻（R3）的另一端分别与第四电阻（R4）的一端和所述MOS管（T1）的栅极连接，所述第四电阻（R4）的另一端与所述充电器输出端的负极连接，所述第一光耦（U1）的第四端与地连接。

3.如权利要求1所述的风力发电变桨系统中电池组的检测电路，其特征在于，所述电池组检测电路包括：

第二节点（BAT_CHECK），与所述MCU连接；

第三光耦（U3），所述第三光耦（U3）的第一端与所述电池组输入端的负极连接，所述第三光耦（U3）的第二端与通过第九电阻（R9）和第八电阻（R8）与所述电池组输入端的正极连接，所述第三光耦（U3）的第三端分别与所述第二节点（BAT_CHECK）和第十电阻（R10）的一端连接，所述第十电阻（R10）的另一端与第三辅助电源连接，所述第三光耦（U3）的第四端与地连接。

4.如权利要求1至3任一项所述的风力发电变桨系统中电池组的检测电路，其特征在于，还包括：

MOS管检测电路，与所述MCU和所述MOS管（T1）连接，用于检测所述MOS管（T1）是否完好受控。

5.如权利要求4所述的风力发电变桨系统中电池组的检测电路，其特征在于，所述MOS管检测电路包括：

第三节点（MOS_CHECK），与所述MCU连接；

第二光耦（U2），所述第二光耦（U2）的第一端与所述电池组输入端的负极连接，所述第二光耦（U2）的第二端通过第六电阻（R6）和第五电阻（R5）与所述充电器输出端的正极连接，所述第二光耦（U2）的第三端分别与所述第三节点（MOS_CHECK）和第七电阻（R7）的一端连接，所述第七电阻（R7）的另一端与第四辅助电源连接，所述第二光耦（U2）的第四端与地连接。

6.如权利要求1所述的风力发电变桨系统中电池组的检测电路，其特征在于，所述充电器输出端的负极与所述MOS管（T1）的源极连接，所述电池组输入端的负极与所述MOS管（T1）的漏极连接。

7.如权利要求1所述的风力发电变桨系统中电池组的检测电路，其特征在于，所述充电器输出端的正极通过二极管与所述电池组输入端的正极连接。