風(fēng)力發(fā)電機對蓄電池的充電電路

　(1)用一個二極管的電路

最簡單的電路是在風(fēng)力發(fā)電機與蓄電池之間插入一個二極管，就可實現(xiàn)充電,。下圖a是基本原理電路,，下圖b是使用三相風(fēng)力發(fā)電機的實際電路。當風(fēng)速增大,，風(fēng)車轉(zhuǎn)速升高使發(fā)電機輸出電壓高于蓄電池電壓時，充電電流就流進蓄電池,。用這種簡單的充電電路,，風(fēng)速小時輸出電壓低，要能夠充電需風(fēng)速增大,，但即使風(fēng)速達到要求,，由于發(fā)電機的輸出電壓被蓄電池電壓鉗位，發(fā)電機的負荷轉(zhuǎn)矩變大,，將風(fēng)車轉(zhuǎn)速抑制在一定值,，因而不能工作在最佳負荷點，效率也不高,。

　　(2)利用DC-DC變換器的控制電路

電路如下圖,，在風(fēng)力發(fā)電機與蓄電池之間插入DC-DC交換器，可有效應(yīng)對風(fēng)速變化,，使風(fēng)力發(fā)電機工作在最高效率點,。

　　(3)從風(fēng)力發(fā)電機取得最大輸出

在上圖電路中，從發(fā)電機一側(cè)看負荷側(cè)的輸入特性示于下圖a,。當風(fēng)速增大使發(fā)電機輸出電壓上升,，達到蓄電池電壓(12V或24V)開始充電時，發(fā)電機的輸出電壓會被鉗位于蓄電池電壓,。這時發(fā)電機負荷轉(zhuǎn)矩急劇增大,，即便風(fēng)力強，風(fēng)車轉(zhuǎn)速也被固定在某一值,。

這恰好使發(fā)電機變成電流源,，把電池作為負荷而工作。

通常,，風(fēng)速恒定的時候,，風(fēng)車的轉(zhuǎn)速能使風(fēng)車產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩,，即最佳轉(zhuǎn)速。例如直徑1.3m,、最佳轉(zhuǎn)速比為55的風(fēng)車的最佳負荷如下圖b所示,。在沒計上圖所示電路時，發(fā)電機側(cè)的輸入特性應(yīng)符合下圖b的特性,，使在任何風(fēng)速下都可得到最大輸出,。

利用風(fēng)力發(fā)電機的高效充電電路

　1.輸出200W風(fēng)力發(fā)電機充電電路

這是面向風(fēng)車直徑Im.功率150W級的微型風(fēng)力發(fā)電機充電電路，輸入電壓20V—80V.對12V鉛蓄電池充電,。電路采用下圖所示的斬波型降壓PWM開關(guān)方式,，不需要變壓器，只要電感,，故電路簡單,。

　　具體電路如下圖。

　　大電流開關(guān)使用N溝道MOS型功率管2SK3176,，耐壓150V,，最大漏極電流120A。控制電路采用PWM開關(guān)電源lCTIA94,。濾波電感63μH采用成品,。驅(qū)動變壓器Tl自制，匝數(shù)比1:1,，在小型磁罐內(nèi)用φ0.3mm漆包線,，初、次級各繞30匝,。

電路的輸入部分采用了前饋控制電路,，示于下圖，為了使風(fēng)力發(fā)電機工作在最佳狀態(tài),，與輸入電壓的三次方成比例的電流為輸入電流,。由晶體管Trl與三個串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管等組成近似的三次方電路，生成與輸入電壓的三次方成比例的電壓,，實現(xiàn)前饋控制特性,。

在下圖中，誤差放大器的同相端接基準電壓,。當反相端電壓低于同相端電壓時,，PWM的脈沖寬度變大，開關(guān)電路的輸出電流增加,。上圖中的基準電壓Vref取自TL494(14)腳Sv電壓的分壓,，約50mV。當風(fēng)力發(fā)電機的電壓Vin增大時，經(jīng)下圖中Rl,、R2的分壓從Trl的發(fā)射極輸出,。設(shè)電流取樣電阻R8=lOOmΩ,若這個輸出電壓低于ZD1的穩(wěn)壓值，電流Is就流經(jīng)R3,、R7,。若高于ZD1的穩(wěn)壓值，則有附加電流流經(jīng)ZD1,、R4,、R7。若有更高電壓,，就會有附加電流流經(jīng)ZD2,、R5、R7或ZD3,、R6,、R7。這幾路電流合起來,，使V;,。升高時Is快速增大。適當選擇ZD1—ZD3,，R3—R5，則有：Is=kxVin3式中k為比例系數(shù),。