CN204835680U - 一种4千伏发电补充升压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种4千伏发电补充升压电路，包括相互连接的主板电路和发电输出电路，所述主板电路和发电输出电路的输出端经三相交流线连接至整流桥主电路BRG1，所述整流桥主电路BRG1的输出端分别连接有开关电源以及升压电路；所述升压电路由两路相互并联的升压分电路构成，升压电路输出分别连接有蓄电池、温度检测电路、电压电流取样电路以及调制电路。本实用新型具有控制结构简单、操作方便，工作效率高的特点，可以在发电电压低的情况下对发电输出进行电压补充，从而提高了发电设备的发电效率，可广泛适用于各风机发电、光伏发电等发电技术领域，具有很好的应用前景。

Description

一种4千伏发电补充升压电路

技术领域

本实用新型属于能源技术领域，具体涉及一种应用于各发电领域的4千伏发电补充升压电路。

背景技术

随着世界工业的迅猛发展，石油、煤等一次能源的消耗越来越多，导致地球上一次能源的储量在不断的减少。因此大力发展风力发电、光伏发电等新能源成了全球的绕门话题，它改变了住户和小型企业用电的现状，但是中小型风力发电机、光伏发电板利用率低且输入电压不稳定等问题成为其得到更广泛运用的瓶颈。

比如在风机发电技术领域，正常风力发电机在切人风速3m/s时才能启动发电，额定转速12.5m/s，当风速为25m/s时风力发电机就有可能发生飞车危险输出电压升高等不稳定现象出现，反之当切入风速小于3m/s时或无风时常规风力发电机的有效电量低对蓄电池无法充电，从而降低了发电效率。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种控制结构简单、操作方便，工作效率高，可以在发电电压低的情况下对发电输出进行电压补充，从而提高了发电设备的发电效率的4千伏发电补充升压电路。

技术方案：本实用新型所述的一种4千伏发电补充升压电路，包括相互连接的主板电路和发电输出电路，所述主板电路和发电输出电路的输出端经三相交流线连接至整流桥主电路BRG1，所述整流桥主电路BRG1的输出端分别连接有开关电源以及升压电路；所述升压电路由两路相互并联的升压分电路构成，一路升压分电路包括电感L1，所述电感L1连接有相互并联连接的场效应管Q1、二极管D1，所述场效应管Q1还连接有稳压二极管D5、稳压二极管D6以及电阻R15，另一路升压分电路包括电感L2，所述电感L2连接有相互并联连接的场效应管Q2、二极管D2，所述场效应管Q2还连接有稳压二极管D3、稳压二极管D4以及电阻R16；所述二极管D1和二极管D2的输出端共同连接有霍尔传感器CS020，所述霍尔传感器CS020的第一输出端连接有电池组B；所述霍尔传感器CS020的第二输出端通过电阻R19、电阻R6、电阻R9连接至调制芯片U1TL494的16脚，线路作为电流检测保护电路；所述霍尔传感器CS020的第三输出端通过电阻R4、电阻R3、电阻R5、电阻R7连接至调制芯片U1TL494的1脚，线路作为电压检测保护电路；所述霍尔传感器CS020的第四输出端与所述调制芯片U1TL494的11脚连接，所述调制芯片U1TL494的11脚同时与调制芯片U1的12脚连接；所述开关电源的输出端连接有稳压芯片U2LM7812，所述稳压芯片U2LM7812的输出端分别连接有风扇和温度检测芯片U3，所述温度检测芯片U3的输入端Vin与所述霍尔传感器CS020的第四输出端连接，所述温度检测芯片U3的输出端Vout与所述霍尔传感器CS020的第二输出端连接；所述调制芯片U1TL494的3脚通过电阻R20、电容C8与调制芯片U1TL494的2脚连接；所述调制芯片U1TL494的9脚连接有相互并联的电阻R11与电容C17，所述电阻R11与电容C17还连接有三极管Q5、Q6，所述调制芯片U1TL494的10脚连接有相互并联的电阻R12与电容C20，所述电阻R12与电容C20还连接有三极管Q3、Q4；

该升压电路可将电压升高50-100V；

所述电感L1、L2采用EE55电感，所述二极管D1、D2采用MBR3060二极管，所述场效应管Q1、Q2采用K40T1202；

所述电阻R15和电阻R16的值均为10K/0.5W；

所述电阻R5、电阻R6均为可变电阻，所述电阻R5的最大值为1K，所述电阻R6的最大值为5K；

所述电阻R19为510Ω，电阻R9为1KΩ；

所述电阻R4为100KΩ，电阻R3为100KΩ，电阻R7为1KΩ；

所述温度检测芯片U3采用温度检测芯片DS18B2；

所述三极管Q3、Q5采用C9013，所述三极管Q4、Q6采用C9012。

有益效果：本实用新型具有控制结构简单、操作方便，工作效率高的特点，可以在发电电压低的情况下对发电输出进行电压补充，从而提高了发电设备的发电效率，可广泛适用于各风机发电、光伏发电等发电技术领域，具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种4千伏发电补充升压电路，包括相互连接的主板电路和发电输出电路，所述主板电路和发电输出电路的输出端经三相交流线连接至整流桥主电路BRG1，所述整流桥主电路BRG1的输出端分别连接有开关电源以及升压电路；所述升压电路由两路相互并联的升压分电路构成，一路升压分电路包括电感L1，所述电感L1连接有相互并联连接的场效应管Q1、二极管D1，所述场效应管Q1还连接有稳压二极管D5、稳压二极管D6以及电阻R15，另一路升压分电路包括电感L2，所述电感L2连接有相互并联连接的场效应管Q2、二极管D2，所述场效应管Q2还连接有稳压二极管D3、稳压二极管D4以及电阻R16；所述二极管D1和二极管D2的输出端共同连接有霍尔传感器CS020，所述霍尔传感器CS020的第一输出端连接有电池组B；所述霍尔传感器CS020的第二输出端通过电阻R19、电阻R6、电阻R9连接至调制芯片U1TL494的16脚，线路作为电流检测保护电路；所述霍尔传感器CS020的第三输出端通过电阻R4、电阻R3、电阻R5、电阻R7连接至调制芯片U1TL494的1脚，线路作为电压检测保护电路；所述霍尔传感器CS020的第四输出端与所述调制芯片U1TL494的11脚连接，所述调制芯片U1TL494的11脚同时与调制芯片U1的12脚连接；所述开关电源的输出端连接有稳压芯片U2LM7812，所述稳压芯片U2LM7812的输出端分别连接有风扇和温度检测芯片U3，所述温度检测芯片U3的输入端Vin与所述霍尔传感器CS020的第四输出端连接，所述温度检测芯片U3的输出端Vout与所述霍尔传感器CS020的第二输出端连接；所述调制芯片U1TL494的3脚通过电阻R20、电容C8与调制芯片U1TL494的2脚连接；所述调制芯片U1TL494的9脚连接有相互并联的电阻R11与电容C17，所述电阻R11与电容C17还连接有三极管Q5、Q6，所述调制芯片U1TL494的10脚连接有相互并联的电阻R12与电容C20，所述电阻R12与电容C20还连接有三极管Q3、Q4。

且该升压电路可将电压升高50-100V。所述电感L1、L2采用EE55电感，所述二极管D1、D2采用MBR3060二极管，所述场效应管Q1、Q2采用K40T1202。所述电阻R15和电阻R16的值均为10K/0.5W。所述电阻R5、电阻R6均为可变电阻，所述电阻R5的最大值为1K，所述电阻R6的最大值为5K。所述电阻R19为510Ω，电阻R9为1KΩ。所述电阻R4为100KΩ，电阻R3为100KΩ，电阻R7为1KΩ。所述温度检测芯片U3采用温度检测芯片DS18B2。所述三极管Q3、Q5采用C9013，所述三极管Q4、Q6采用C9012。

下面结合风机发电对本实用新型做进一步详细说明：

首先，本装置的场效应管因为装在散热板上，而散热板需要产生大量的热量，所以需要进行散热处理。如图1，整流滤波电路的输出连接由开关电源，开关电源的输出连接有三端稳压器LM7812，三端稳压输出稳定电压供给给风扇，风扇可以进行散热处理。同时三端稳压器的还连接有温度检测电路，温度检测电路的输出与上述过流保护线路连接，通过电阻R19、R6、R9到达TL494的3脚进行温度检测保护。

本装置的升压工作原理为：

风力发电机发出三相交流电经主板三相整流通过电感滤波后分成两路输出一路通过电感L1—场效应管Q1—二极管D1升压。另一路通过电感L2—场效应管Q2—二极管D2升压后两路并联放大经电流检测器CS020输出电压对电池组充电补充能量。

本装置的电流、电压保护原理为：

负载过流时由电流传感器CS020的3脚检测的过流信号—R19—R6—R9—TL494的16脚，流过负载电流越大电位器R6中点电压越低，TL494的16脚电压随之下降，使得3脚电压升高送入脉冲宽调制器，将TL494驱动脉冲宽度逐渐减小，从而达到过流保护目的，C8,R20为误差放大器的反馈原件。

传感器CS020输出检测的过压信号—R4—R3—R5—R7—TL494的1脚，流过负载电压越高电位器R5中点电压越低，TL494的1脚电压随之下降，使得3脚电压升高送入脉冲宽调制器，将TL494驱动脉冲宽度逐渐减小，从而达到过压保护目的。

该电路放大部分采用了4只性能较高的MOSFET场效应管装在一块散热片上，长时间工作散热片温度较高，为了避免功率管因温度升高而损坏采用了两种保护功能：1）通过辅助电源接通12V电风扇对散热板吹风降低散热板温度。2）通过温度传感器检测散热板温度信号与电流信号一同送入TL494芯片控制驱动脉冲宽度从而保护了功率管因温度升高的损坏，使得放大电路稳定可靠。

该升压电路装置将风力发电机的三相交流电压经三相整流后再经二次倍压整流将电压升高50—100V。有效地解决了中小型风力发系统在风力不足的情况下不能对蓄电池充电，补充电池能量消耗的问题。这样当风机转速低时利用插入式电源装置也有充电电流，由升压电源提供充电电流及控制系统能量。当风机转速高时输出电压超过260V升压检测系统自动切断。由原风机系统提供能量，如果由于某种特殊原因升压电路损坏时，风机系统仍正常工作。（该电源最高电压定为260V，可根据电池配置而定）该电源输出经过大功率二极管输出与输出电路相连，这样可以避免相互之间的干扰。

正常风力发电机在切人风速3m/s时才能启动发电，额定转速12.5m/s，当风速为25m/s时风力发电机就有可能发生飞车危险输出电压升高等不稳定现象出现，反之当切入风速小于3m/s时或无风时常规风力发电机的有效电量低对蓄电池无法充电，该装置就有效地提高了风力发电机在低速下的发电量对蓄电池充电，大大提高了中小型风力发电机的适用性，使中小型风力发电机有着广阔的领域具有商业推广价值。该装置能使风力发电机发出微弱的电压升高成可进行充电，增加电量有效地延长了电池使用寿命，提高了风力发电机全年有效的发电量。

中小型风力发系统在风力不足的情况下，不但不能对蓄电池充电，而且要消耗电池的性能。其主要由控制系统及偏航系统消耗一定的电能，以10KW风电系统为例，风能系统需消耗约为500W功率，该装置是插入式电源对现有的中小型风力发电系统在风力不足的情况下能将风力发电机发出微小的电压升压成系统所需要的电压对蓄电池补充能量，采用插入方式结构设计合理、保护功能齐全不会影响或改变原有的风力发电系统功能。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种4千伏发电补充升压电路，其特征在于：包括相互连接的主板电路和发电输出电路，所述主板电路和发电输出电路的输出端经三相交流线连接至整流桥主电路BRG1，所述整流桥主电路BRG1的输出端分别连接有开关电源以及升压电路；所述升压电路由两路相互并联的升压分电路构成，一路升压分电路包括电感L1，所述电感L1连接有相互并联连接的场效应管Q1、二极管D1，所述场效应管Q1还连接有稳压二极管D5、稳压二极管D6以及电阻R15，另一路升压分电路包括电感L2，所述电感L2连接有相互并联连接的场效应管Q2、二极管D2，所述场效应管Q2还连接有稳压二极管D3、稳压二极管D4以及电阻R16；所述二极管D1和二极管D2的输出端共同连接有霍尔传感器CS020，所述霍尔传感器CS020的第一输出端连接有电池组B；所述霍尔传感器CS020的第二输出端通过电阻R19、电阻R6、电阻R9连接至调制芯片U1TL494的16脚，线路作为电流检测保护电路；所述霍尔传感器CS020的第三输出端通过电阻R4、电阻R3、电阻R5、电阻R7连接至调制芯片U1TL494的1脚，线路作为电压检测保护电路；所述霍尔传感器CS020的第四输出端与所述调制芯片U1TL494的11脚连接，所述调制芯片U1TL494的11脚同时与调制芯片U1的12脚连接；所述开关电源的输出端连接有稳压芯片U2LM7812，所述稳压芯片U2LM7812的输出端分别连接有风扇和温度检测芯片U3，所述温度检测芯片U3的输入端Vin与所述霍尔传感器CS020的第四输出端连接，所述温度检测芯片U3的输出端Vout与所述霍尔传感器CS020的第二输出端连接；所述调制芯片U1TL494的3脚通过电阻R20、电容C8与调制芯片U1TL494的2脚连接；所述调制芯片U1TL494的9脚连接有相互并联的电阻R11与电容C17，所述电阻R11与电容C17还连接有三极管Q5、Q6，所述调制芯片U1TL494的10脚连接有相互并联的电阻R12与电容C20，所述电阻R12与电容C20还连接有三极管Q3、Q4；

所述的升压电路可将电压升高50-100V；

所述电感L1、L2采用EE55电感，所述二极管D1、D2采用MBR3060二极管，所述场效应管Q1、Q2采用K40T1202；

所述电阻R15和电阻R16的值均为10K/0.5W；

所述电阻R5、电阻R6均为可变电阻，所述电阻R5的最大值为1K，所述电阻R6的最大值为5K；

所述电阻R19为510Ω，电阻R9为1KΩ；

所述电阻R4为100KΩ，电阻R3为100KΩ，电阻R7为1KΩ；

所述温度检测芯片U3采用温度检测芯片DS18B2；

所述三极管Q3、Q5采用C9013，所述三极管Q4、Q6采用C9012。