智能風(fēng)光互補(bǔ)供電的戶外飲水的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種智能風(fēng)光互補(bǔ)供電的戶外飲水機(jī)電路，涉及加熱【技術(shù)領(lǐng)域】。該電路主要由太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、蓄電池、加熱設(shè)備、智能控制器組成。智能控制器通過外圍電路與太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連接、蓄電池、加熱設(shè)備相連接。加熱設(shè)備采用加熱器并聯(lián)；智能控制器包括蓄電池充放電控制回路和驅(qū)動(dòng)電路；蓄電池充電控制電路包括與太陽能電池板連接的防反充二極管、與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連接的穩(wěn)壓電路、卸荷電路以及與檢測(cè)電路、保護(hù)電路、控制電路相連的控制器；驅(qū)動(dòng)電路包括太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)給蓄電池充電的開關(guān)控制和蓄電池放電控制電路中的MOSFET開關(guān)。優(yōu)點(diǎn)：提高加熱速度，降低功率消耗，提高加熱效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全、高效的熱水供應(yīng)。
【專利說明】智能風(fēng)光互補(bǔ)供電的戶外飲水機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及加熱【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種智能風(fēng)光互補(bǔ)供電的戶外飲水機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年，隨著全球性的能源短缺和環(huán)境污染問題的出現(xiàn)，人們迫切希望將節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)應(yīng)用在生活中。太陽能和風(fēng)能作為一種無公害、儲(chǔ)量無窮的自然能量，引起了人們的關(guān)注。同時(shí)，隨著旅游業(yè)的發(fā)展以及人們活動(dòng)范圍的不斷增大，人們對(duì)瓶裝礦泉水的需求不斷增多，然而這些塑料瓶帶來的污染時(shí)巨大了，所以戶外飲水機(jī)備受人們的關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提出了一種智能風(fēng)光互補(bǔ)供電的戶外飲水機(jī)電路，將風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù)和戶外飲水機(jī)技術(shù)結(jié)合起來，提高加熱速度，降低了功率消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保。安全、高效的冷熱水供應(yīng)。
[0004]本實(shí)用新型可以采用刷卡式自動(dòng)供水，目前很多城市的公交卡實(shí)現(xiàn)了多功能化，可以將本實(shí)用新型裝在公交站旁，太陽能電池板可以裝在公交站的頂上。實(shí)現(xiàn)了環(huán)保、便民、快捷的供水。
[0005]本實(shí)用新型的軟件設(shè)計(jì)，在主程序的開始，首先初始化單片機(jī)控制PWM模塊、AD采樣模塊以及定時(shí)器等。然后，檢測(cè)風(fēng)機(jī)空載輸出電壓，當(dāng)電壓超過卸荷限定值時(shí)，根據(jù)風(fēng)機(jī)整流輸出電壓的值來調(diào)節(jié)卸荷電路開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM占空比，開啟卸荷電路。由于蓄電池的荷電狀態(tài)是一個(gè)緩慢變化的過程，不會(huì)突變，因此可以隔一段時(shí)間檢測(cè)一次蓄電池狀態(tài)。當(dāng)需要檢測(cè)蓄電池狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行AD采樣檢測(cè)，根據(jù)蓄電池狀態(tài)來選擇進(jìn)入過充過放保護(hù)模式、限流充電模式、恒壓壓充電模式或是浮充模式。
[0006]本實(shí)用新型的硬件設(shè)計(jì),控制芯片采用ATMEL公司的ATmega48單片機(jī),其要完成的任務(wù)為產(chǎn)生開關(guān)器件MOSFET所需的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)三個(gè)開關(guān)管進(jìn)行控制，三個(gè)開關(guān)管為倆路蓄電池充電控制開關(guān)，負(fù)載開關(guān)；對(duì)系統(tǒng)中的模擬量進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，其中包括蓄電池電壓，電流傳感器的輸出電壓，太陽能電池輸出電壓及風(fēng)機(jī)側(cè)的整流輸出電壓；根據(jù)采樣值計(jì)算并判斷系統(tǒng)所處的模式并相應(yīng)的調(diào)節(jié)PWM的占空比；根據(jù)采樣值判斷蓄電池的狀態(tài)，由此選擇相應(yīng)的充電控制策略；發(fā)出報(bào)警和保護(hù)信號(hào)，充放電狀態(tài)指示；控制路燈繼電器的閉合和關(guān)斷。
[0007]本實(shí)用新型檢測(cè)電路，本實(shí)用新型控制器中有三路采樣信號(hào)，分別是光伏電池輸出電壓、風(fēng)機(jī)輸出電壓和蓄電池端電壓，這三路信號(hào)均為變化的直流模擬信號(hào)?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)要求采樣信號(hào)能如實(shí)地反映檢測(cè)量。設(shè)計(jì)中利用精度為0.1%的精密電阻組成簡(jiǎn)單的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，并在分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的輸出端并聯(lián)漏電流很小的精密電容和電感進(jìn)行濾波，以減小電流泄漏對(duì)測(cè)量精度的影響。將三路電壓信號(hào)輸入ATmega48的A / D 口進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。
[0008]本實(shí)用新型電源電路，本實(shí)用新型控制器中電源模塊(+5V)由蓄電池供電，而蓄電池的輸出電壓較高且隨蓄電池的充、放電變化。本文采用L78L05CZ來設(shè)計(jì)+5V電源模塊，它的工作參數(shù)如下:輸入電壓范圍:7V-20V，輸出電壓為+5V，內(nèi)有熱保護(hù)和限流電路。
[0009]本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)電路，本實(shí)用新型控制器的設(shè)計(jì)中有多處用到MOSFET作為開關(guān)使用，由PWM信號(hào)控制，只要保證其工作時(shí)的柵源電壓，MOSFET具有較好的開關(guān)特性。它們分別用作太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)或市電給蓄電池充電控制開關(guān)，蓄電池放電控制電路中的MOSFET開關(guān)等。
[0010]本實(shí)用新型蓄電池充/放電保護(hù)電路，設(shè)計(jì)了防反充電和過充電電路。在光伏電池回路中串聯(lián)一個(gè)肖特基二極管，防止反充電；在輸入回路中串聯(lián)或者并聯(lián)一個(gè)泄放晶體管，防止過充電。
[0011]本實(shí)用新型采用大容量聚合物鋰離子電池作為充電電池，染料敏化太陽能電池，通過控制器連接到聚合物鋰離子電池上，在控制器的作用下，實(shí)現(xiàn)太陽能對(duì)蓄電池的充電，蓄電池沖過控制器與加熱器負(fù)載相連，在控制器的作用下，實(shí)現(xiàn)智能的加熱功能。
[0012]本實(shí)用新型公開了一種智能風(fēng)光互補(bǔ)供電的戶外飲水機(jī)電路，涉及加熱【技術(shù)領(lǐng)域】。該電路主要由太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、蓄電池、加熱設(shè)備、智能控制器組成。智能控制器通過外圍電路與太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連接、蓄電池、加熱設(shè)備相連接。加熱設(shè)備采用加熱器并聯(lián)；智能控制器包括蓄電池充放電控制回路和驅(qū)動(dòng)電路；蓄電池充電控制電路包括與太陽能電池板連接的防反充二極管、與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連接的穩(wěn)壓電路、檢測(cè)電路、保護(hù)電路與充電控制開關(guān)通斷的控制器；驅(qū)動(dòng)電路包括太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)給蓄電池充電的開關(guān)控制和蓄電池放電控制電路中的MOSFET開關(guān)。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:將風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù)和戶外飲水機(jī)技術(shù)結(jié)合起來，提高加熱速度，降低了功率消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保。安全、高效的冷熱水供應(yīng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型原理框圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型控制器電路圖；
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]如圖1所示，一種智能風(fēng)光互補(bǔ)供電的戶外飲水機(jī)電路，包括分別與太陽能電池板1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)2連接的智能控制器3，與智能控制器3連接的蓄電池7，蓄電池連接加熱器負(fù)載開關(guān)8 ;所述的加熱設(shè)備采用串聯(lián)的加熱器9 ;所述的智能控制器包括蓄電池充放電控制和驅(qū)動(dòng)電路6 ;所述的蓄電池充電控制電路包括與太陽能電池板連接的防反充二極管和直流斬波電路5、與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連接的穩(wěn)壓電路4、卸荷電路10以及與檢測(cè)電路、保護(hù)電路、控制電路相連的控制器3 ;驅(qū)動(dòng)電路包括太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)給蓄電池充電的開關(guān)控制和蓄電池放電控制電路中的MOSFET開關(guān)8。
[0018]如圖2所示，本實(shí)用新型的智能控制電路，包括太陽能電池板1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)2、智能切換開關(guān)3、同步切換開關(guān)4、控制器5、開關(guān)6和加熱線圈7。ATMega48控制器5通過控制智能切換開關(guān)3和同步切換開關(guān)4來切換充電回路，同時(shí)可以通過檢測(cè)光照、水溫和儲(chǔ)水量來控制開關(guān)Kl (6)的通斷。夜晚光照強(qiáng)度不夠時(shí)，開關(guān)Kl (6)斷開，飲水機(jī)不工作，風(fēng)機(jī)2會(huì)自動(dòng)的給蓄電池充電。白天時(shí)，在儲(chǔ)水量充足且水溫沒達(dá)到要求的95°C時(shí)，開關(guān)Kl
(6)閉合，飲水機(jī)工作，同時(shí)太陽能電池與風(fēng)機(jī)同時(shí)給蓄電池充電。當(dāng)水量不足或水溫已達(dá)到要求，則開關(guān)Kl (6)斷開，飲水機(jī)不工作。
【權(quán)利要求】
1.一種智能風(fēng)光互補(bǔ)供電的戶外飲水機(jī)，其特征在于:該電路主要由太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、蓄電池、加熱設(shè)備、智能控制器組成；智能控制器通過外圍電路與太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連接、蓄電池、加熱設(shè)備相連接；加熱設(shè)備采用加熱器并聯(lián)；智能控制器包括蓄電池充放電控制回路和驅(qū)動(dòng)電路；蓄電池充電控制電路包括與太陽能電池板連接的防反充二極管、與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連接的穩(wěn)壓電路、卸荷電路以及與檢測(cè)電路、保護(hù)電路、控制電路相連的控制器；驅(qū)動(dòng)電路包括太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)給蓄電池充電的開關(guān)控制和蓄電池放電控制電路中的MOSFET開關(guān)。
【文檔編號(hào)】A47J31/44GK203506397SQ201320221634
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】鄭燕, 祝龍記, 張旭立, 邵沁源, 武斌, 張廣標(biāo) 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)