專利名稱：一種用于風(fēng)電變槳電機(jī)的超級(jí)電容充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電容充電器，尤其是一種專用于風(fēng)電的超級(jí)電容充電器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)電變槳電機(jī)一般連接外部電源作為后備電源，但由于風(fēng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境惡劣，時(shí)有斷電情況發(fā)生。將超級(jí)電容充電器應(yīng)用于風(fēng)電變槳電機(jī)備用超級(jí)電容電池充電，可以保證槳葉在斷電等突發(fā)事故中能短時(shí)間工作，使槳葉受力最小，保證槳葉的安全。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于為風(fēng)電上用的高電壓的超級(jí)電容電池提供充電，保證在故障情況下，變槳后備能源的供給，保證槳葉的安全。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的一種用于風(fēng)電變槳電機(jī)的超級(jí)電容充電器，包括功率因子變換電路單元、DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元和超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元，其中所述功率因子變換電路單元中，功率校正電路控制回路單元控制功率校正電路直流主回路單元；所述DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元中，DC/DC變換控制回路單元控制DC/DC變換直流主回路單元；所述超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元中具有超級(jí)電容電池以及均壓保護(hù)電路；所述功率因子變換電路單元的功率校正電路直流主回路輸出端與DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元的輸入端連接，所述DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元輸出端與超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元中的超級(jí)電容電池的輸入端連接。 超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元內(nèi)部實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)超級(jí)電容充電過(guò)壓保護(hù)，使單個(gè)超級(jí)電容工作于正常電壓范圍之內(nèi)。所述控制回路為專用控制IC，功率校正電路控制回路單元使用專用功率因子校正芯片UCC3817，DC/DC變換控制回路單元使用電流模式控制芯片UU844。所述功率因子變換電路單元和DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元中的執(zhí)行單元為MOS管Q1，Q2 和高頻隔離變換器Tl。所述超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元中單個(gè)超級(jí)電容均壓保護(hù)電路采用核心器件 TL431穩(wěn)壓保護(hù)。當(dāng)超過(guò)電容電壓2. 7V時(shí)，TL431工作于放大狀態(tài)，使兩級(jí)三極管迅速導(dǎo)通流過(guò)電流，將電容兩端的電壓鉗制在電容允許電壓范圍2. 7V之內(nèi)。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型所述的超級(jí)電容充電器，應(yīng)用于風(fēng)電變槳電機(jī)備用超級(jí)電容電池充電，可以保證槳葉在斷電等突發(fā)事故中能短時(shí)間工作，使槳葉受力最小，保證槳葉的安全。
圖1是本實(shí)用新型超級(jí)電容充電器模塊框圖。圖2是本實(shí)用新型功率因子變換電路單元電路原理圖。圖3是本實(shí)用新型DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元電路原理圖。圖4是本實(shí)用新型單個(gè)超級(jí)電容電池保護(hù)電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖1，一種用于風(fēng)電變槳電機(jī)的超級(jí)電容充電器，其特征在于包括功率因子變換電路單元、DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元和超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元，其中所述功率因子變換電路單元中，功率校正電路控制回路單元控制功率校正電路直流主回路單元；所述DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元中，DC/DC變換控制回路單元控制DC/DC變換直流主回路單元；所述超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元中具有超級(jí)電容電池以及均壓保護(hù)電路；所述功率因子變換電路單元的功率校正電路直流主回路輸出端與DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元的輸入端連接，所述DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元輸出端與超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元中的超級(jí)電容電池的輸入端連接。如圖2和圖3所示，所述控制回路為專用控制IC，功率校正電路控制回路單元使用專用功率因子校正芯片UCC3817，DC/DC變換控制回路單元使用電流模式控制芯片 UC2844 ；所述功率因子變換電路單元和DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元中的執(zhí)行單元為MOS管Ql，Q2 和高頻隔離變換器Tl。功率校正電路直流主回路的驅(qū)動(dòng)單元為MOS管FQA8N80，電感Ll為儲(chǔ)能元件。DC+、 DC-為功率校正電路的輸出電壓。功率校正電路控制回路的核心驅(qū)動(dòng)單元為器件UCC3817，其16腳連接到電阻R4， 直接驅(qū)動(dòng)FQA8N80功率管。UCC3817作用于直流主控制回路，主要是對(duì)交流電壓、直流電流采樣后，通過(guò)其內(nèi)部調(diào)節(jié)控制直流主電源，使其功率達(dá)到99%以上。電阻Rl、R2串聯(lián)，一端接于濾波電容前端，另一端接于UCC3817的第六腳IAC，主要是檢測(cè)交流電流；R5，R7，R8進(jìn)行電流檢測(cè)；R13、R15、R17三個(gè)電阻串聯(lián)，分壓連接到UCC3817的11腳進(jìn)行電壓檢測(cè)，取 R17上的電壓到UCC3817的第十一腳VSENSE，是保證通過(guò)調(diào)節(jié)使直流輸出電壓保持一定的電壓值；Ql驅(qū)動(dòng)極串聯(lián)一個(gè)電阻R4，接至UCC3817的第十六腳；取樣R3兩端的電壓輸入到 UCC3817，是進(jìn)行直流電流檢測(cè)。所述電容C7，電阻R9進(jìn)行UCC3817的工作頻率設(shè)定。所述DC/DC變換直流主回路的驅(qū)動(dòng)單元為MOS管FQA8N80，執(zhí)行單元為變壓器Tl， 所述連接在輸出端的運(yùn)放進(jìn)行充電電壓檢測(cè)，直接控制繼電器的通斷。DC/DC變換控制回路的核心單元為PWM控制芯片UC2844，所述U(^844的第三腳通過(guò)與電阻R27相連檢測(cè)電阻 R29上的電壓，所述UCC2844的第六腳通過(guò)與電阻似8相連直接控制MOS管FQA8N80，所述UCC2844第二腳進(jìn)行電壓檢測(cè)。UC2844為開(kāi)關(guān)電源芯片，其控制的高頻隔離轉(zhuǎn)換器直接作用于超級(jí)電容電池。采用隔離是為了使充電更安全。高頻隔離變換器兩個(gè)次級(jí)線圈中一個(gè)為控制電路提供工作電源，同時(shí)作為開(kāi)關(guān)電源的反饋端，另一個(gè)線圈進(jìn)行隔離變換作用，其輸出端為超級(jí)電容電池充電；電阻R25、R30串聯(lián)后取R30上的電壓作為饋電壓輸入到U(^844芯片第二腳； 初級(jí)線圈通過(guò)MOS管后串聯(lián)電流取樣電阻R29，檢測(cè)初級(jí)電流，輸入到UU844的第三腳 Curr-sense,進(jìn)行電流檢測(cè)；UU844第六腳通過(guò)電壓電流檢測(cè)的情況輸出PWM調(diào)制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)MOS管Q2 ；R26、C20串聯(lián)，為U(^844產(chǎn)生固定頻率的工作脈沖。圖4是本實(shí)用新型單個(gè)超級(jí)電容電池保護(hù)電路原理圖。所述超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元中單個(gè)超級(jí)電容均壓保護(hù)電路采用核心器件TL431穩(wěn)壓保護(hù)。超級(jí)電容電壓經(jīng)R5、R6分壓后送到Ul的R端，這個(gè)分壓值在2. 5V以下時(shí)，Ul的 K端相當(dāng)于開(kāi)路(約400uA漏電流，這是TL431的特性決定)，在Rl上基本不產(chǎn)生附加壓降， 這樣，由Rl，R2，R3在Ql基極上產(chǎn)生的分壓不適宜Ql導(dǎo)通，因此Q2不導(dǎo)通，電路處于靜止 (高阻)狀態(tài)；當(dāng)R5、R6分壓點(diǎn)等于2. 5V時(shí)，由于Ul內(nèi)部放大器的作用，使Ul的K端電壓下降(可控電流IOOmA以上)將在Rl上產(chǎn)生最大值為U。-2V的壓降(U。為單個(gè)超級(jí)電容兩端的電壓)，通常這時(shí)對(duì)應(yīng)的Uc值為2. 7V，使Ql導(dǎo)通進(jìn)入放大狀態(tài)，并驅(qū)動(dòng)Q2導(dǎo)通進(jìn)入放大狀態(tài)。所以此電路達(dá)到了對(duì)單個(gè)超級(jí)電容均壓保護(hù)的目的，從而達(dá)到對(duì)超級(jí)電容電池保護(hù)的目的。綜上所述，本實(shí)用新型所述的超級(jí)電容充電器，可以保證槳葉在斷電等突發(fā)事故中能短時(shí)間工作，保證槳葉的安全。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于風(fēng)電變槳電機(jī)的超級(jí)電容充電器，其特征在于包括功率因子變換電路單元、DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元和超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元，其中所述功率因子變換電路單元中，功率校正電路控制回路單元控制功率校正電路直流主回路單元；所述DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元中，DC/DC變換控制回路單元控制DC/DC變換直流主回路單元；所述超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元中具有超級(jí)電容電池以及均壓保護(hù)電路； 所述功率因子變換電路單元的功率校正電路直流主回路輸出端與DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元的輸入端連接，所述DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元輸出端與超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元中的超級(jí)電容電池的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容充電器，其特征在于所述控制回路為專用控制IC， 功率校正電路控制回路單元使用專用功率因子校正芯片UCC3817，DC/DC變換控制回路單元使用電流模式控制芯片UU844。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容充電器，其特征在于所述功率因子變換電路單元和DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元中的執(zhí)行單元為MOS管Ql，Q2和高頻隔離變換器Tl。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容充電器，其特征在于所述超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元中單個(gè)超級(jí)電容均壓保護(hù)電路采用核心器件TL431穩(wěn)壓保護(hù)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于風(fēng)電變槳電機(jī)的超級(jí)電容充電器，涉及超級(jí)電容充電技術(shù)及超級(jí)電容均壓技術(shù)，旨在快速、安全為大容量高電壓的超級(jí)電容充電，此超級(jí)電容充電器包括功率因子變換電路單元、DC/DC開(kāi)關(guān)電路單元和超級(jí)電容電池均壓保護(hù)單元。本實(shí)用新型超級(jí)電容充電器應(yīng)用于風(fēng)電變槳電機(jī)備用超級(jí)電容電池充電，可以保證槳葉在斷電等突發(fā)事故中能短時(shí)間工作，使槳葉受力最小，保證槳葉的安全。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202167884SQ201120293219
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者張仁勇 申請(qǐng)人:德陽(yáng)東方漢德電力工程有限公司