CN205670713U - 一种自动气象站智能供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动气象站智能供电装置，它涉及供电装置技术领域。发电风机、太阳能电池板均连接至风光互补控制器，风光互补控制器与蓄电控制器连接，蓄电控制器分别与第一蓄电池、第二蓄电池连接，蓄电池与气象站采集处理器之间设置有防雷击保护电路，防雷击保护电路分为三级，第一气体放电管‑第三气体放电管放在线路前端，组成了一级浪涌保护器件，承受大的浪涌电流；压敏电阻为二级保护器件，当电路承受过压时，在极短时间内进行电压钳制，吸收多余的电流；瞬态抑制二极管为三级保护器件，具有相当高的浪涌吸收能力。本实用新型提高资源利用率，降低雷电对自动气象站装置以及硬件电路的干扰和损害，有效提升供电可靠性。

Description

一种自动气象站智能供电装置

技术领域

本实用新型涉及供电装置技术领域，尤其涉及一种自动气象站智能供电装置。

背景技术

自动气象站是一种能自动进行地面气象观测、存储和发送观测数据，并能根据需要将观测数据转换成气象电报和编制成气象表报的地面气象观测设备，在气象预警、防灾减灾中发挥着不可替代的作用，自动气象站工作场合较为广泛，如田间、公路、山区、沙漠等。为节省电能以及降低远距离供电的成本，尤其在远离供电设施的偏远地区，目前，大部分自动气象站采用太阳能供电的方式，然而，在面临连续的阴雨天气时，太阳能电池板有时无法充足的为蓄电池供电，从而影响气象站实时的工作；与此同时，在空旷的山区、沙漠等，气象站装置以及硬件电路很容易遭到雷击或者干扰。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种自动气象站智能供电装置。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自动气象站智能供电装置，提高资源利用率，降低雷电对自动气象站装置以及硬件电路的干扰和损害，有效提升供电可靠性，实用性强，易于推广使用。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种自动气象站智能供电装置，包括发电风机、太阳能电池板、风光互补控制器、蓄电控制器、第一蓄电池和第二蓄电池，发电风机和多片太阳能电池板均架设在线杆上，发电风机、太阳能电池板均连接至风光互补控制器，风光互补控制器与蓄电控制器连接，蓄电控制器分别与第一蓄电池、第二蓄电池连接。

作为优选，所述的蓄电池与气象站采集处理器之间设置有防雷击保护电路，所述防雷击保护电路由电量采集及其控制装置、继电器、第一气体放电管-第三气体放电管、压敏电阻、瞬态抑制二极管、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、自恢复保险丝、限流电阻以及电源指示灯组成，第一蓄电池的正极端、负极端分别与电量采集及其控制装置的正极端、负极端连接，第二蓄电池的负极端与电量采集及其控制装置的负极端连接，第二蓄电池的正极端接继电器的触点至电量采集及其控制装置的正极端，继电器的线圈与电量采集及其控制装置的控制端连接，电量采集及其控制装置的两端分别接有第一气体放电管、第二气体放电管和第三气体放电管的串联电路、第一电感和压敏电阻的串联电路，第二气体放电管、第三气体放电管之间的节点接地，压敏电阻两端并接有第二电感、瞬态抑制二极管的串联电路，瞬态抑制二极管两端分别并接有第一电容、第二电容，第二电容两端接有自恢复保险丝、限流电阻以及电源指示灯三者的串联电路，限流电阻与电源指示灯组成的串联电路两端接有气象站采集处理器；所述第一气体放电管-第三气体放电管均采用气体放电管LA151N。

作为优选，所述的防雷击保护电路分为三级，第一气体放电管-第三气体放电管放在线路前端，组成了一级浪涌保护器件，承受大的浪涌电流；压敏电阻为二级保护器件，当电路承受过压时，在极短时间内进行电压钳制，吸收多余的电流；瞬态抑制二极管为三级保护器件，具有相当高的浪涌吸收能力。

本实用新型的有益效果是：(1)采用风电互补发电方式为蓄电池充电，夜间和阴雨天无阳光时由风能发电，晴天由太阳能发电，在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用，实现了全天候的发电功能，比单一太阳能更经济、科学、实用。

(2)选用双电源蓄电、供电方式，即两块蓄电池由蓄电控制器控制进行智能切换蓄电，与此同时，电量采集及其控制装置根据电量使用情况智能交替为系统供电，保证供电装置在特殊的天气状况下能长期稳定地为气象站系统提供电能。

(3) 三级供电端保护电路可靠性高，且具有滤波、自恢复供电功能，实现了在有雷电干扰等特殊情况下对自动气象站系统的可靠保护。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型防雷击保护电路的电路图。

具体实施方式

参照图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：一种自动气象站智能供电装置，包括发电风机1、太阳能电池板2、风光互补控制器3、蓄电控制器4、第一蓄电池5和第二蓄电池6，发电风机1和多片太阳能电池板2均架设在线杆上，发电风机1、太阳能电池板2均连接至风光互补控制器3，风光互补控制器3与蓄电控制器4连接，蓄电控制器4分别与第一蓄电池5、第二蓄电池6连接。

值得注意的是，所述的蓄电池与气象站采集处理器之间设置有防雷击保护电路，所述防雷击保护电路由电量采集及其控制装置7、继电器K1、第一气体放电管F1-第三气体放电管F3、压敏电阻RV、瞬态抑制二极管TVS、第一电感L1、第二电感L2、第一电容C1、第二电容C2、自恢复保险丝PTC、限流电阻R1以及电源指示灯LED组成，第一蓄电池5的正极端、负极端分别与电量采集及其控制装置7的正极端、负极端连接，第二蓄电池6的负极端与电量采集及其控制装置7的负极端连接，第二蓄电池6的正极端接继电器K1的触点至电量采集及其控制装置7的正极端，继电器K1的线圈与电量采集及其控制装置7的控制端连接，电量采集及其控制装置7的两端分别接有第一气体放电管F1、第二气体放电管F2和第三气体放电管F3的串联电路、第一电感L1和压敏电阻RV的串联电路，第二气体放电管F2、第三气体放电管F3之间的节点接地，压敏电阻RV两端并接有第二电感L2、瞬态抑制二极管TVS的串联电路，瞬态抑制二极管TVS两端分别并接有第一电容C1、第二电容C2，第二电容C2两端接有自恢复保险丝PTC、限流电阻R1以及电源指示灯LED三者的串联电路，限流电阻R1与电源指示灯LED组成的串联电路两端接有气象站采集处理器8；所述第一气体放电管F1-第三气体放电管F3均采用气体放电管LA151N。

本具体实施方式的工作原理：在夜间和阴雨天无阳光时，由风能带动发电风机1转动发电，晴天由太阳能电池板2吸收光能发电；在既有风又有太阳的情况下发电风机1、太阳能电池板2两者同时发挥作用，提高了资源的利用率；供电装置在任何一个时刻，仅有一块蓄电池处于充电状态，当其中一块蓄电池充电完成时，蓄电控制器4切换至另一块蓄电池充电状态；与此同时，在任意一时刻，仅有一块蓄电池处于为系统供电的状态，当供电的蓄电池剩余电量较低时，电量采集及其控制装置7将供电电源智能切换至另一块蓄电池。采用这种方式蓄电和供电，提高了供电装置的可靠性，保证了供电装置在特殊的天气状况下长期稳定为气象站系统提供电能。

本具体实施方式防雷击保护电路共分为三级，第一气体放电管F1-第三气体放电管F3放在线路前端，组成了一级浪涌保护器件，承受大的浪涌电流；压敏电阻RV为二级保护器件，当电路承受过压时，在极短时间内进行电压钳制，吸收多余的电流；而瞬态抑制二极管TVS为三级保护器件，具有相当高的浪涌吸收能力。当雷电等浪涌到来时，瞬态抑制二极管TVS首先启动，会把瞬间过电压精确控制在一定的水平，如果浪涌电流大，则压敏电阻RV启动，并泄放一定的浪涌电流，两端的电压会有所提高，直至推动前级气体放电管的放电，把大电流泄放到地；防雷击保护电路中的第一电感L1、第二电感L2是为了抑制雷击时电路电流迅速的增大；第一电容C1、第二电容C2主要起滤波的作用，电路中若存在交流成分则会通过第一电容C1和第二电容C2泄放；自恢复保险丝PTC进一步对电路进行保护，当电路发生过载、断路等情况引起的电流过大时，自恢复保险丝PTC发热断开，电路断路，当故障排除后，自恢复保险丝PTC重新冷确自动恢复，电路导通；通过以上一系列措施，实现了雷电干扰等情况下对自动气象站系统的可靠保护。

本具体实施方式结合自动控制、无线通信以及电子方面相关技术设计的气象站供电装置，采用风电互补发电方式为蓄电池充电，选用双电源供电方式根据电量使用情况智能交替工作，不仅提高资源利用率，提升供电装置的可靠性，也更好地保护雷电对自动气象站装置以及硬件电路的干扰和损害，稳定实用，具有广阔的市场应用前景。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种自动气象站智能供电装置，其特征在于：包括发电风机(1)、太阳能电池板(2)、风光互补控制器(3)、蓄电控制器(4)、第一蓄电池(5)和第二蓄电池(6)，发电风机(1)和多片太阳能电池板(2)均架设在线杆上，发电风机(1)、太阳能电池板(2)均连接至风光互补控制器(3)，风光互补控制器(3)与蓄电控制器(4)连接，蓄电控制器(4)分别与第一蓄电池(5)、第二蓄电池(6)连接。

2.如权利要求1所述的一种自动气象站智能供电装置，其特征在于：所述的蓄电池与气象站采集处理器之间设置有防雷击保护电路，所述防雷击保护电路由电量采集及其控制装置(7)、继电器(K1)、第一气体放电管(F1)-第三气体放电管(F3)、压敏电阻(RV)、瞬态抑制二极管(TVS)、第一电感(L1)、第二电感(L2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、自恢复保险丝(PTC)、限流电阻(R1)以及电源指示灯(LED)组成，第一蓄电池(5)的正极端、负极端分别与电量采集及其控制装置(7)的正极端、负极端连接，第二蓄电池(6)的负极端与电量采集及其控制装置(7)的负极端连接，第二蓄电池(6)的正极端接继电器(K1)的触点至电量采集及其控制装置(7)的正极端，继电器(K1)的线圈与电量采集及其控制装置(7)的控制端连接，电量采集及其控制装置(7)的两端分别接有第一气体放电管(F1)、第二气体放电管(F2)和第三气体放电管(F3)的串联电路、第一电感(L1)和压敏电阻(RV)的串联电路，第二气体放电管(F2)、第三气体放电管(F3)之间的节点接地，压敏电阻(RV)两端并接有第二电感(L2)、瞬态抑制二极管(TVS)的串联电路，瞬态抑制二极管(TVS)两端分别并接有第一电容(C1)、第二电容(C2)，第二电容(C2)两端接有自恢复保险丝(PTC)、限流电阻(R1)以及电源指示灯(LED)三者的串联电路，限流电阻(R1)与电源指示灯(LED)组成的串联电路两端接有气象站采集处理器(8)。

3.如权利要求2所述的一种自动气象站智能供电装置，其特征在于：所述的第一气体放电管(F1)、第二气体放电管(F2)、第三气体放电管(F3)均采用气体放电管LA151N。

4.如权利要求2所述的一种自动气象站智能供电装置，其特征在于：所述的防雷击保护电路分为三级，第一气体放电管(F1)-第三气体放电管(F3)组成了一级浪涌保护器件，压敏电阻(RV)为二级保护器件，瞬态抑制二极管(TVS)为三级保护器件。