CN208445308U - 地面气象站供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种地面气象站供电系统，其包括控制器、太阳能发电单元、风能发电单元、蓄电池、大电流负载输出接口、小电流负载输出接口以及数据总线，太阳能发电单元、风能发电单元、蓄电池、大电流负载输出接口、小电流负载输出接口以及数据总线分别通过数据线与所述控制器的接口连接，太阳能发电单元以及风能发电单元的输出端与所述蓄电池的输入端电连接，所述蓄电池的输出端与所述大电流负载输出接口、小电流负载输出接口以及数据总线电连接。本实用新型采用风能太阳能一体化设计，既可增加充电效率，又可避免单一充电故障造成设备断电风险，从而达到减轻人员作业强度和缩短检修时间的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及气象站监测领域，具体地涉及一种地面气象站供电系统。
背景技术
目前地面气象站供电系统一般采用单一太阳能或者交直流转装换设备,并且供电系统不带有智能监测功能。没有智能输出功能。目前的供电系统不利于供电系统的智能接入。
由于现有地面气象站供电系统，单一的供电方式不利于适应恶劣的环境。非智能接入不利于系统的监测和问题的排除，不利于低能耗设计。
实用新型内容
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种地面气象站供电系统，增加风能、太阳能一体化设计，可以适应恶劣的野外环境，智能输出降低输出电流的低能耗设计，有效增加工作时间；增加数据总线，实时提供电源监测，可以远程控制和故障预警措施。
具体地，本实用新型提供一种地面气象站供电系统，其包括控制器、太阳能发电单元、风能发电单元、蓄电池、大电流负载输出接口、小电流负载输出接口以及数据总线，
所述太阳能发电单元、风能发电单元、蓄电池、大电流负载输出接口、小电流负载输出接口以及数据总线分别通过数据线与所述控制器的接口连接，所述控制器连接有充电电路、输出电路以及电路故障监测单元，所述电路故障监测单元用于对电路故障进行监测，
所述太阳能发电单元以及风能发电单元的输出端借助于充电电路与所述蓄电池的输入端电连接，所述蓄电池的输出端借助于输出电路与所述大电流负载输出接口、小电流负载输出接口以及数据总线电连接，
所述太阳能发电单元设置有多个太阳能电池板，所述多个太阳能电池板安装在旋转支架上，所述风能发电单元包括转轴、设置在所述转轴上的风机、增速机、以及与所述转轴的输出端连接的发电机，所述太阳能电池板以及发电机与所述蓄电池电连接；
所述控制器为单片机，所述充电电路、输出电路、大电流负载输出接口、小电流负载输出接口以及数据总线分别连接所述单片机上的引脚上，所述单片机通过引脚控制所述大电流负载输出接口的通断；
所述大电流负载输出接口和小电流负载输出接口为功率MOS管，两个功率MOS管的控制引脚分别连接单片机的一个引脚；
所述充电电路包括用于将风能发电产生的交流电整流为直流电的整流电路、用于将直流电升降压为合适的充电电流的DC-DC转换电路以及充电控制电路。
优选地，所述充电控制电路采用大功率三极管，所述充电控制电路的输入端连接DC-DC转换电路的输出端；
所述输出电路设置有短路保护单元；
所述控制器的引脚设置有用于隔离引脚与其他电路单元的光耦。
优选地，所述大电流负载输出接口电连接大电流电器，所述小电流负载输出接口电连接小电流电器。
优选地，所述蓄电池连接有电路故障监测单元，当所述电路故障监测单元监测到充电故障时，所述蓄电池切断与所述大电流负载输出接口的电路。
优选地，所述控制器借助于数据总线通讯连接有远程监控终端，所述远程监控终端借助于数据总线能够向所述控制器发送远程控制命令或接收所述控制器发送的供电系统的状态，所述控制器借助于所述数据总线能够向所述远程控制终端发送供电系统的状态或者接收所述远程控制终端发送的远程控制命令。
优选地，所述远程控制命令包括关闭供电系统命令以及切断大电流负载输出接口命令。
优选地，还包括报警终端，所述报警终端与所述控制器通过数据线连接。
优选地，所述报警终端设置有显示屏以及声光报警单元。
优选地，所述功率MOS管设置有温度检测单元，温度检测单元监测到线路过热时关断功率MOS管。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
①本实用新型采用风能太阳能一体化设计，既可增加充电效率，又可避免单一充电故障造成设备断电风险，从而达到减轻人员作业强度和缩短检修时间的目的。智能输出降低输出电流的低能耗设计，有效增加工作时间；实时提供电源监测，可以远程控制和故障预警。具体方案是充电端采用风能太阳能一体化设计，输出端采用智能输出控制设计。
②蓄电池输出端分为大电流输出接口和小电流输出接口。大电流输出接口主要连接大电流的加热器，风扇等大电流，非重要设备。小电流输出接口主要连接小电流，重点的设备，比如单片机、处理器、测量单元等设备。当蓄电池电量低或者天气恶劣、充电故障时关闭大电流输出，可以保障地面站正常运行。
③本实用新型的控制器智能总线设计，控制器采用智能数据总线设计。可以远程连接终端，通过数据交互，可以将供电系统的状态如电源电压、电流，电量等状态实时给终端显示。当恶劣天气或者充电故障、电量不足时，可以智能关闭大电流输出。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的结构示意框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本实用新型的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本实用新型提供一种地面气象站供电系统，如图1及图2所示，其包括控制器1、太阳能发电单元2、风能发电单元3、蓄电池4、大电流负载输出接口5、小电流负载输出接口6以及数据总线7。
太阳能发电单元2、风能发电单元3、蓄电池4、大电流负载输出接口5、小电流负载输出接口6以及数据总线7分别通过数据线与控制器1的接口连接。控制器1用于对太阳能发电单元2、风能发电单元3、蓄电池4、大电流负载输出接口5、小电流负载输出接口6以及数据总线7进行智能控制。
控制器1内部设置有充电电路11、输出电路12以及电路故障监测单元13，电路故障监测单元13用于对电路故障进行监测。
太阳能发电单元2以及风能发电单元3的输出端借助于充电电路11与蓄电池4的输入端电连接，蓄电池4的输出端借助于输出电路12与大电流负载输出接口5、小电流负载输出接口6以及数据总线7电连接。
当电路故障监测单元13监测到充电故障时，控制器1控制蓄电池4切断与大电流负载输出接口5的电路。
太阳能发电单元2设置有多个太阳能电池板，多个太阳能电池板安装在旋转支架上，风能发电单元3包括转轴、设置在转轴上的风机、增速机、以及与转轴的输出端连接的发电机，太阳能电池板以及发电机与蓄电池电连接。
大电流负载输出接口5和小电流负载输出接口6为功率MOS管，两个功率MOS管的控制引脚分别连接单片机的一个引脚。
充电电路包括用于将风能发电产生的交流电整流为直流电的整流电路、用于将直流电升降压为合适的充电电流的DC-DC转换电路以及充电控制电路。
所电控制电路采用大功率三极管，其输入连接DC-DC转换电路的输出，其控制输入连接所述控制器，所述控制器获取蓄电池电压，并与基准比较，分析得出蓄电池充电是否充满，以控制大功率三极管通断。
功率MOS管设置有温度检测单元，温度检测单元监测到线路过热时关断功率MOS管。
输出电路12设置有短路保护单元，当负载的阻抗过低时，识别为短路状况，自动断开电路以保护电路。
控制器1的引脚设置有光耦，隔离引脚与其他电路单元，保护电路。
优选地，大电流负载输出接口5电连接大电流电器，小电流负载输出接口6电连接小电流电器。
大电流输出接口主要连接大电流的加热器，风扇等大电流，非重要设备。小电流输出接口主要连接小电流，重点的设备，比如单片机、处理器、测量单元等设备。当蓄电池电量低或者天气恶劣、充电故障时关闭大电流输出，可以保障地面站正常运行。
控制器1借助于数据总线7通讯连接有远程监控终端101，远程监控终端101借助于数据总线7能够向控制器1发送远程控制命令或接收控制器发送的供电系统的状态，控制器借助于所述数据总线能够向远程控制终端发送供电系统的状态或者接收远程控制终端发送的远程控制命令。
控制器可以将供电系统的状态如电源电压、电流，电量等状态实时给终端显示。远程监控终端101发送的远程控制命令包括关闭供电系统命令以及切断大电流负载输出接口命令。当恶劣天气或者充电故障、电量不足时，可以发送切断大电流负载输出接口命令智能关闭大电流输出，也可以在控制器1故障或充电故障时直接发送关闭供电系统命令远程切断供电系统的输出。
优选地，还包括报警终端42，报警终端42与控制器1通过数据线连接。
优选地，报警终端42设置有显示屏43以及声光报警单元44。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
①本实用新型采用风能太阳能一体化设计，既可增加充电效率，又可避免单一充电故障造成设备断电风险，从而达到减轻人员作业强度和缩短检修时间的目的。智能输出降低输出电流的低能耗设计，有效增加工作时间；实时提供电源监测，可以远程控制和故障预警。具体方案是充电端采用风能太阳能一体化设计，输出端采用智能输出控制设计。
②蓄电池输出端分为大电流输出接口和小电流输出接口。大电流输出接口主要连接大电流的加热器，风扇等大电流，非重要设备。小电流输出接口主要连接小电流，重点的设备，比如单片机、处理器、测量单元等设备。当蓄电池电量低或者天气恶劣、充电故障时关闭大电流输出，可以保障地面站正常运行。
最后应说明的是：以上的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种地面气象站供电系统，其特征在于：其包括控制器、太阳能发电单元、风能发电单元、蓄电池、大电流负载输出接口、小电流负载输出接口以及数据总线，
所述太阳能发电单元、风能发电单元、蓄电池、大电流负载输出接口、小电流负载输出接口以及数据总线分别通过数据线与所述控制器的接口连接，所述控制器连接有充电电路、输出电路以及用于对电路故障进行监测的电路故障监测单元，
所述太阳能发电单元以及风能发电单元的输出端借助于充电电路与所述蓄电池的输入端电连接，所述蓄电池的输出端借助于输出电路与所述大电流负载输出接口、小电流负载输出接口以及数据总线电连接，
所述太阳能发电单元设置有多个太阳能电池板，所述多个太阳能电池板安装在旋转支架上，所述风能发电单元包括转轴、设置在所述转轴上的风机、增速机以及与所述转轴的输出端连接的发电机，所述太阳能电池板以及发电机借助于充电电路与所述蓄电池电连接；
所述控制器为单片机，所述充电电路、输出电路、大电流负载输出接口、小电流负载输出接口以及数据总线分别连接所述单片机上的引脚，所述单片机通过引脚控制所述大电流负载输出接口的通断；
所述大电流负载输出接口和小电流负载输出接口为功率MOS管，两个功率MOS管的控制引脚分别连接单片机的一个引脚；
所述充电电路包括用于将风能发电产生的交流电整流为直流电的整流电路、用于将直流电升降压为充电电流的DC-DC转换电路以及充电控制电路。
2.根据权利要求1所述的地面气象站供电系统，其特征在于：所述充电控制电路采用大功率三极管，所述充电控制电路的输入端连接DC-DC转换电路的输出端；
所述输出电路设置有短路保护单元；
所述控制器的引脚设置有用于隔离引脚与其他电路单元的光耦。
3.根据权利要求1所述的地面气象站供电系统，其特征在于：所述大电流负载输出接口电连接大电流电器，所述小电流负载输出接口电连接小电流电器。
4.根据权利要求3所述的地面气象站供电系统，其特征在于：所述蓄电池连接有电路故障监测单元，当所述电路故障监测单元监测到充电故障时，所述蓄电池切断与所述大电流负载输出接口的电路。
5.根据权利要求1所述的地面气象站供电系统，其特征在于：所述控制器借助于数据总线通讯连接有远程监控终端，所述远程监控终端借助于数据总线能够向所述控制器发送远程控制命令或接收所述控制器发送的供电系统的状态，所述控制器借助于所述数据总线能够向所述远程控制终端发送供电系统的状态或者接收所述远程控制终端发送的远程控制命令。
6.根据权利要求5所述的地面气象站供电系统，其特征在于：所述远程控制命令包括关闭供电系统命令以及切断大电流负载输出接口命令。
7.根据权利要求1所述的地面气象站供电系统，其特征在于：还包括报警终端，所述报警终端与所述控制器通过数据线连接。
8.根据权利要求7所述的地面气象站供电系统，其特征在于：所述报警终端设置有显示屏以及声光报警单元。
9.根据权利要求1所述的地面气象站供电系统，其特征在于：所述功率MOS管设置有温度检测单元，温度检测单元监测到线路过热时关断功率MOS管。
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