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1、(10)申请公布号 CN 102820692 A (43)申请公布日 2012.12.12 C N 1 0 2 8 2 0 6 9 2 A *CN102820692A* (21)申请号 201210319132.1 (22)申请日 2012.09.03 H02J 7/14(2006.01) (71)申请人徐州工业职业技术学院 地址 221000 江苏省徐州市九里区、襄王路 1号 (72)发明人周天沛 (74)专利代理机构徐州市三联专利事务所 32220 代理人周爱芳 (54) 发明名称 一种风力发电路灯蓄电池充电控制器 (57) 摘要 本发明公开了一种风力发电路灯蓄电池充电 控制器，涉及蓄电池。
2、充放电技术领域。该控制器有 一风速检测电路和Buck-Boost升降压电路；所述 的风速检测电路用于检测检测风机两相输入间的 正弦波频率得到风机转速；Buck-Boost升降压电 路的输出接蓄电池组；微风条件下，Buck-Boost 升降压电路中的Boost升压电路在工作；强风条 件下，Buck-Boost升降压电路中的Buck降压电路 在工作。优点：在整流电压低于蓄电池组电压时， 使变换器工作在升压状态，在整流电压高于蓄电 池组电压时，使变换器工作在降压状态，这样既有 利于微风发电，又可以提高强风条件下的风能利 用率，提高蓄电池的使用效率和延长蓄电池的寿 命。 (51)Int.Cl. 权利要。
3、求书1页 说明书2页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种风力发电路灯蓄电池充电控制器，其特征在于：包括风速检测电路和 Buck-Boost升降压电路；所述的风速检测电路用于检测检测风机两相输入间的正弦波频 率得到风机转速；Buck-Boost升降压电路的输出接蓄电池组，微风条件下，Buck-Boost升 降压电路中的Boost升压电路在工作；强风条件下，Buck-Boost升降压电路中的Buck降压 电路在工作。 2.根据权利要求1所述的一种风力发电路灯蓄电池充电控制器，其特征在于：所述。
4、的 风速检测电路由单片机AT89S51、光电耦合器TLP521-1、三极管Q3,Q4、电容C4,C5、电感L3、 二极管D6和电阻R5,R6,R7,R8, R9, R10, R11组成；其中电阻R5接在单片机AT89S51的 14脚和三极管Q4的c极之间，电阻R6接在+5V和三极管Q4的c极之间，电阻R7接在+5V 和三极管Q4的b极之间，三极管Q3的c极接三极管Q4的b极，三极管Q3的e极接三极管 Q4的e极，电阻R8与电容C4并联后接在三极管Q3的b极和e极之间，电阻R9接在三极管 Q3的b极和光电耦合器TLP521-1的3脚之间，电阻R10接在+5V和光电耦合器TLP521-1 的4脚之。
5、间，二极管D6与电容C5并联在光电耦合器TLP521-1的1脚和2脚之间，电感L3 和电阻R11串联后接在光电耦合器TLP521-1的1脚和风机输入V相之间，风机输入W相接 光电耦合器TLP521-1的2脚。 3.根据权利要求1所述的一种风力发电路灯蓄电池充电控制器，其特征在于：所述 的Buck-Boost升降压电路包括Buck-Boost组合电路和Buck-Boost驱动电路；所述的 Buck-Boost组合电路由电容C1,C2、电感L1, L2、二极管D1,D2、开关管Q1,Q2和蓄电池组 成；其中电容C1接在开关管Q1的c极和地之间，二极管D1负极接在开关管Q1的e极，正 极接地，电感L。
6、1接在开关管Q1的e极和二极管D2正极之间，开关管Q2的c极接二极管D2 正极，e极接地，电容C2与电感L2串联后接在二极管D2负极和地之间，蓄电池接在二极管 D2负极和地之间；所述的Buck-Boost驱动电路由功率开关管驱动芯片IR2101、电容C3、二 极管D3,D4,D5和电阻R1,R2,R3,R4组成；其中电容C3接在功率开关管驱动芯片IR2101的 8脚和6脚之间，电阻R1接在功率开关管驱动芯片IR2101的2脚和单片机AT89S51的39 脚之间，电阻R2接在功率开关管驱动芯片IR2101的3脚和单片机AT89S51的38脚之间， 二极管D3与电阻R3并联后接在功率开关管驱动芯片。
7、IR2101的7脚和开关管Q1的g极之 间，二极管D4与电阻R4并联后接在功率开关管驱动芯片IR2101的5脚和开关管Q2的g 极之间，二极管D5接在功率开关管驱动芯片IR2101的1脚和8脚之间。 权 利 要 求 书CN 102820692 A 1/2页 3 一种风力发电路灯蓄电池充电控制器 技术领域 0001 本发明涉及蓄电池充放电技术领域，具体是一种风力发电路灯蓄电池充电控制 器。 背景技术 0002 能源是人类生产、生活必备的要素之一，随着煤炭、石油、天然气等不可再生能源 的减少，无污染新能源的开发和有效利用成了一个急需解决的问题。风能作为一种清洁、安 全、可再生的新型绿色能源，而且风。
8、力发电是新能源开发中技术较成熟、生产成本较低，不 会产生污染，因此风力发电已逐渐得到世界各国的重视，其中风力发电路灯是风能利用的 重要形式之一。由于我国的风力资源分布不是很均匀，有不少都是低于5m/s的微风，这对 于大型风力发电设备没有很大的利用价值，但对于风力发电路灯这样的小功率系统，微风 充电的研究更具有现实意义。 0003 由于风速具有不稳定性，往往不是时时有风，有风也会往往是忽大忽小，使发电机 转速变化很大，发电机输出电压变化很大，当整流电压低于蓄电池组电压时就不能进行充 电，所以在微风条件下不能发电；而随着风速的增加，整流电压高于蓄电池组电压，造成风 能利用效率很低。这对于风力发电路。
9、灯蓄电池充电的影响很大。 发明内容 0004 为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种风力发电路灯蓄电池充电控制 器，提高蓄电池的使用效率和延长蓄电池的寿命。 0005 本发明是以如下技术方案实现的：一种风力发电路灯蓄电池充电控制器，包括风 速检测电路和Buck-Boost升降压电路；所述的风速检测电路用于检测检测风机两相输入 间的正弦波频率得到风机转速；Buck-Boost升降压电路的输出接蓄电池组；微风条件下， Buck-Boost升降压电路中的Boost升压电路在工作；强风条件下，Buck-Boost升降压电路 中的Buck降压电路在工作。 0006 本发明的有益效果是：在整流电压低于。
10、蓄电池组电压时，使变换器工作在升压状 态，在整流电压高于蓄电池组电压时，使变换器工作在降压状态，这样既有利于微风发电， 又可以提高强风条件下的风能利用率，可以提高蓄电池的使用效率和延长蓄电池的寿命。 附图说明 0007 下面结合附图对本发明作进一步说明。 0008 图1是本发明电路图。 具体实施方式 0009 如图1所示，一种风力发电路灯蓄电池充电控制器由风速检测电路和Buck-Boost 升降压电路组成， Buck-Boost升降压电路的输出接蓄电池组，微风条件下，Buck-Boost升 说 明 书CN 102820692 A 2/2页 4 降压电路中的Boost升压电路在工作；强风条件下，。
11、Buck-Boost升降压电路中的Buck降压 电路在工作。Buck-Boost升降压电路在微风条件下可以使充电控制器工作在升压状态，而 在强风条件下又可以工作在状态，提高风能利用效率。 0010 所述的风速检测电路由单片机AT89S51、光电耦合器TLP521-1、三极管Q3,Q4、电 容C4,C5、电感L3、二极管D6和电阻R5,R6,R7,R8, R9, R10, R11组成；其中电阻R5接在 单片机AT89S51的14脚和三极管Q4的c极之间，电阻R6接在+5V和三极管Q4的c极之 间，电阻R7接在+5V和三极管Q4的b极之间，三极管Q3的c极接三极管Q4的b极，三极 管Q3的e极接三。
12、极管Q4的e极，电阻R8与电容C4并联后接在三极管Q3的b极和e极之 间，电阻R9接在三极管Q3的b极和光电耦合器TLP521-1的3脚之间，电阻R10接在+5V 和光电耦合器TLP521-1的4脚之间，二极管D6与电容C5并联在光电耦合器TLP521-1的 1脚和2脚之间，电感L3和电阻R11串联后接在光电耦合器TLP521-1的1脚和风机输入V 相之间，风机输入W相接光电耦合器TLP521-1的2脚。 0011 所述的Buck-Boost升降压电路包括Buck-Boost组合电路和Buck-Boost驱动电 路。 0012 Buck-Boost组合电路由电容C1,C2、电感L1, L2、二。
13、极管D1,D2、开关管Q1,Q2和 蓄电池组成；其中电容C1接在开关管Q1的c极和地之间，二极管D1负极接在开关管Q1的 e极，正极接地，电感L1接在开关管Q1的e极和二极管D2正极之间，开关管Q2的c极接二 极管D2正极，e极接地，电容C2与电感L2串联后接在二极管D2负极和地之间，蓄电池接 在二极管D2负极和地之间。 0013 Buck-Boost驱动电路由功率开关管驱动芯片IR2101、电容C3、二极管D3,D4,D5和 电阻R1,R2,R3,R4组成；其中电容C3接在功率开关管驱动芯片IR2101的8脚和6脚之间， 电阻R1接在功率开关管驱动芯片IR2101的2脚和单片机AT89S51。
14、的39脚之间，电阻R2 接在功率开关管驱动芯片IR2101的3脚和单片机AT89S51的38脚之间，二极管D3与电阻 R3并联后接在功率开关管驱动芯片IR2101的7脚和开关管Q1的g极之间，二极管D4与电 阻R4并联后接在功率开关管驱动芯片IR2101的5脚和开关管Q2的g极之间，二极管D5 接在功率开关管驱动芯片IR2101的1脚和8脚之间。 0014 工作过程：风速检测采用检测风机两相输入间的正弦波频率，由后续的波形整形 电路可以得到方波信号，由于风机转速和方波信号间存在正比关系。将整形后的波形输入 单片机AT89S51的定时/计数口，通过测频法得到风机转速。 0015 当被测风速低于5。
15、m/s，即为微风时，通过单片机AT89S51的控制，单片机的P0.1输 出高电平，功率开关管驱动芯片IR2101的HO端(5脚)输出高电平，通过IR2101的电容自 举功能，控制Q2导通；单片机的P0.0输出低电平，此时由于IR2101的LO端(7脚)输出为 低电平，因此Q1处于关断状态，此时只有Boost升压电路在工作，整流电压升高至蓄电池组 电压，给蓄电池充电。 0016 当被测风速处于强风时，通过单片机AT89S51的控制，单片机的P0.0输出高电平， 功率开关管驱动芯片IR2101的LO端(7脚)输出高电平，通过IR2101的电容自举功能，控 制Q1导通；单片机的P0.1输出低电平，此时由于IR2101的HO端(5脚)输出为低电平，因 此Q2处于关断状态，此时只有Buck降压电路在工作，整流电压降低至蓄电池组电压，给蓄 电池充电。 说 明 书CN 102820692 A 1/1页 5 图1 说 明 书 附 图CN 102820692 A 。