本實用新型涉及一種電壓輸出控制裝置，屬于永磁同步電機控制領域。
背景技術：
風力發(fā)電機廣泛應用于風力資源比較充足的地域，利用自然資源為人們提供能源是現(xiàn)在、未來都極力提倡的研究領域，但新興的科學總會存在諸多沒有解決的技術問題，比如風力發(fā)電技術，因自然界的風并不會依照人們設定的風速、風向運行，因此，風力發(fā)電機的電壓輸出就會忽大忽小，這樣的波動電壓會影響用電設備的壽命，甚至直接毀壞用電設備，給人們的生活帶來不便。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型目的是為了解決現(xiàn)有風力發(fā)電機存在輸出電壓不穩(wěn)，影響用電設備壽命的問題，提供了一種針對永磁同步風力發(fā)電機輸出電壓的控制電路。
本實用新型所述針對永磁同步風力發(fā)電機輸出電壓的控制電路包括三相全橋整流電路、MOS開關管V7、變壓器T、中間繼電器K、蓄電池GB、基準直流電源UREF、電源開關S、脈寬調(diào)制單元、運放A、電阻R1～R9、電位器RP、電解電容C1～C6、二極管VD8～VD11、發(fā)光二極管VL、穩(wěn)壓二極管VS、NPN三極管VT1、NPN三極管VT2、PNP三極管VT3、NPN三極管VT4、NPN三極管VT5、電感L、熔斷器FU1和熔斷器FU2；
變壓器T具有一套原邊繞組W3和兩套副邊繞組W1、W2；
永磁同步風力發(fā)電機的三相交流電源輸出端連接三相全橋整流電路的交流輸入端，三相全橋整流電路的兩個直流輸出端之間并聯(lián)電解電容C4，
三相全橋整流電路的正極電源輸出端連接MOS開關管V7的一端，MOS開關管V7的另一端連接電源開關S的一端，電源開關S的另一端連接熔斷器FU1的一端，熔斷器FU1的另一端同時連接電阻R1的一端和副邊繞組W1的一端，副邊繞組W1的另一端同時連接三相全橋整流電路的負極電源輸出端、電解電容C5的負極、基準直流電源UREF的負極、二極管VD10的陽極、電解電容C6的負極、電阻R8的一端、蓄電池GB的負極和發(fā)光二極管VL的陰極，并作為12V直流電源的負極輸出端；
電阻R1的另一端連接二極管VD8陽極，二極管VD8陰極同時連接電解電容C3的正極、電位器RP的一個固定端及活動端和NPN三極管VT1的基極；NPN三極管VT1的集電極同時連接電阻R3的一端和NPN三極管VT2的基極，NPN三極管VT1的發(fā)射極同時連接電阻R4的一端和NPN三極管VT2的發(fā)射極，NPN三極管VT2的集電極同時連接電阻R5的一端和電阻R6的一端，電阻R6的另一端連接PNP三極管VT3的基極，PNP三極管VT3的集電極連接中間繼電器K線圈的一端；
原邊繞組W3的一端連接二極管VD9的陽極，二極管VD9的陰極同時連接電解電容C1的正極、電阻R2的一端和NPN三極管VT4的集電極，電阻R2的另一端和NPN三極管VT4的基極同時連接穩(wěn)壓二極管VS的陰極，NPN三極管VT4的發(fā)射極同時連接電解電容C2的正極、電阻R3的另一端、電阻R5的另一端和PNP三極管VT3的發(fā)射極；原邊繞組W3的另一端同時連接電解電容C1的負極、穩(wěn)壓二極管VS的陽極、電解電容C2的負極、電解電容C3的負極、電位器RP的另一個固定端、電阻R4的另一端和中間繼電器K線圈的另一端；
副邊繞組W2的兩端分別連接中間繼電器K的靜觸頭常開觸點和常閉觸點，中間繼電器K的動觸頭同時連接電解電容C5的正極和NPN三極管VT5的集電極，NPN三極管VT5的基極連接脈寬調(diào)制單元的驅(qū)動信號輸出端，脈寬調(diào)制單元的輸入端連接運放A的輸出端，運放A的同相輸入端連接基準直流電源UREF的正極，運放A的反相輸入端同時連接電阻R7的一端和電阻R8的另一端；
NPN三極管VT5的發(fā)射極同時連接二極管VD10的陰極和電感L的一端，電感L的另一端同時連接電解電容C6的正極、電阻R7的另一端和二極管VD11的陽極，二極管VD11的陰極同時連接蓄電池GB的正極和熔斷器FU2的一端，熔斷器FU2的另一端連接電阻R9的一端，并作12V直流電源的正極輸出端；
電阻R9的另一端連接發(fā)光二極管VL的陽極。
本實用新型的優(yōu)點：本實用新型所述針對永磁同步風力發(fā)電機輸出電壓的控制電路結(jié)構(gòu)簡單，對風力發(fā)電機輸出的電壓首先進行初步處理，將其穩(wěn)定在220V左右，然后再處理成輸出+12V直流電壓為負載提供直流電源，在有風時還能產(chǎn)生+12V電壓為蓄電池充電，無風時，由蓄電池為負載供電，達到了無論有風、無風或者風速大還是小，均能穩(wěn)定地輸出12V直流電壓，更好的為用戶提供電能。
附圖說明
圖1是本實用新型所述針對永磁同步風力發(fā)電機輸出電壓的控制電路的電路原理圖。
具體實施方式
具體實施方式一：下面結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述針對永磁同步風力發(fā)電機輸出電壓的控制電路，包括三相全橋整流電路、MOS開關管V7、變壓器T、中間繼電器K、蓄電池GB、基準直流電源UREF、電源開關S、脈寬調(diào)制單元、運放A、電阻R1～R9、電位器RP、電解電容C1～C6、二極管VD8～VD11、發(fā)光二極管VL、穩(wěn)壓二極管VS、NPN三極管VT1、NPN三極管VT2、PNP三極管VT3、NPN三極管VT4、NPN三極管VT5、電感L、熔斷器FU1和熔斷器FU2；
變壓器T具有一套原邊繞組W3和兩套副邊繞組W1、W2；
永磁同步風力發(fā)電機的三相交流電源輸出端連接三相全橋整流電路的交流輸入端，三相全橋整流電路的兩個直流輸出端之間并聯(lián)電解電容C4，
三相全橋整流電路的正極電源輸出端連接MOS開關管V7的一端，MOS開關管V7的另一端連接電源開關S的一端，電源開關S的另一端連接熔斷器FU1的一端，熔斷器FU1的另一端同時連接電阻R1的一端和副邊繞組W1的一端，副邊繞組W1的另一端同時連接三相全橋整流電路的負極電源輸出端、電解電容C5的負極、基準直流電源UREF的負極、二極管VD10的陽極、電解電容C6的負極、電阻R8的一端、蓄電池GB的負極和發(fā)光二極管VL的陰極，并作為12V直流電源的負極輸出端；
電阻R1的另一端連接二極管VD8陽極，二極管VD8陰極同時連接電解電容C3的正極、電位器RP的一個固定端及活動端和NPN三極管VT1的基極；NPN三極管VT1的集電極同時連接電阻R3的一端和NPN三極管VT2的基極，NPN三極管VT1的發(fā)射極同時連接電阻R4的一端和NPN三極管VT2的發(fā)射極，NPN三極管VT2的集電極同時連接電阻R5的一端和電阻R6的一端，電阻R6的另一端連接PNP三極管VT3的基極，PNP三極管VT3的集電極連接中間繼電器K線圈的一端；
原邊繞組W3的一端連接二極管VD9的陽極，二極管VD9的陰極同時連接電解電容C1的正極、電阻R2的一端和NPN三極管VT4的集電極，電阻R2的另一端和NPN三極管VT4的基極同時連接穩(wěn)壓二極管VS的陰極，NPN三極管VT4的發(fā)射極同時連接電解電容C2的正極、電阻R3的另一端、電阻R5的另一端和PNP三極管VT3的發(fā)射極；原邊繞組W3的另一端同時連接電解電容C1的負極、穩(wěn)壓二極管VS的陽極、電解電容C2的負極、電解電容C3的負極、電位器RP的另一個固定端、電阻R4的另一端和中間繼電器K線圈的另一端；
副邊繞組W2的兩端分別連接中間繼電器K的靜觸頭常開觸點和常閉觸點，中間繼電器K的動觸頭同時連接電解電容C5的正極和NPN三極管VT5的集電極，NPN三極管VT5的基極連接脈寬調(diào)制單元的驅(qū)動信號輸出端，脈寬調(diào)制單元的輸入端連接運放A的輸出端，運放A的同相輸入端連接基準直流電源UREF的正極，運放A的反相輸入端同時連接電阻R7的一端和電阻R8的另一端；
NPN三極管VT5的發(fā)射極同時連接二極管VD10的陰極和電感L的一端，電感L的另一端同時連接電解電容C6的正極、電阻R7的另一端和二極管VD11的陽極，二極管VD11的陰極同時連接蓄電池GB的正極和熔斷器FU2的一端，熔斷器FU2的另一端連接電阻R9的一端，并作12V直流電源的正極輸出端；
電阻R9的另一端連接發(fā)光二極管VL的陽極。
三相全橋整流電路由MOS開關管V1、MOS開關管V2、MOS開關管V3、開關管V4、開關管V5和開關管V6構(gòu)成，MOS開關管V1的源漏極之間反向并聯(lián)二極管VD1，MOS開關管V2的源漏極之間反向并聯(lián)二極管VD2，MOS開關管V3的源漏極之間反向并聯(lián)二極管VD3，MOS開關管V4的源漏極之間反向并聯(lián)二極管VD4，MOS開關管V5的源漏極之間反向并聯(lián)二極管VD5，MOS開關管V6的源漏極之間反向并聯(lián)二極管VD6。
MOS開關管V7的源漏極之間反向并聯(lián)二極管VD7。
工作原理：永磁同步風力發(fā)電機直接輸出的交流電壓是波動的，波動幅度很大，這樣的電壓是不能直接給負載的，
本實施方式首先將波動幅度大的交流電壓進行交直轉(zhuǎn)換，即三相交流電經(jīng)三相全橋整流電路整流為直流電，由C1濾波后，再由單MOS管V7進行半波逆變?yōu)?20V左右的單相正半波交流電，首先對該交流電壓進行初步穩(wěn)定，即圖1的中間部分電路，讓其初步穩(wěn)定輸出220V左右，該交流電壓再經(jīng)圖1下半部分電路處理輸出穩(wěn)定的+12V直流電給負載。
閉合S，永磁同步風力發(fā)電機輸出的電壓經(jīng)整流、半波逆變?yōu)?20V上下波動的正半流交流電壓，再經(jīng)T降壓，C1濾波后，為VT1～VT3和K提供工作電壓。
加在變壓器T的W1繞組上的交流電壓還經(jīng)R1限流降壓、VD8整流、C3濾波及RP分壓后，在VT1的基極產(chǎn)生取樣電壓。
當永磁同步風力發(fā)電機輸出的交流電壓為190V～220V時，VT1截止，VT2和VT3導通，K通電吸合，其常開觸頭接通，永磁同步風力發(fā)電機輸出的交流電壓經(jīng)T的W1、W2繞組升壓為220V左右后輸出。
當永磁同步風力發(fā)電機輸出的交流電壓高于220V時，VT1導通，使VT2、VT3截止，K釋放，其常開觸頭斷開，常閉觸頭接通，永磁同步風力發(fā)電機輸出的交流電壓直接輸出。
經(jīng)過上述電路初步處理，輸出220V±15V的正半波交流電，該220V左右的正半波交流電經(jīng)變壓器T副邊輸出，并由C1濾波，取其包絡，形成一個隨風速大小及負載輕重變換而變化的平滑直流電壓，一般在0～40V之間波動，該直流電壓經(jīng)運放A、脈寬調(diào)制單元、VD10、L、C6、R7、R8、VT5和UREF構(gòu)成的開關穩(wěn)壓電路進行穩(wěn)壓，本實施方式中脈寬調(diào)制單元可采用PWM調(diào)制手段。穩(wěn)壓至+12.7V后，再經(jīng)VD11對蓄電池GB充電。當蓄電池GB端電壓低于12V時，經(jīng)VT11向蓄電池GB充電，直到蓄電池GB的端電壓達到標稱值12V。
當風力較強時，風力發(fā)電機的輸出電壓較高，經(jīng)初步穩(wěn)壓后輸出的交流電壓超過220V，經(jīng)整流濾波后的直流電壓達到18V～40V，經(jīng)VT2輸出的穩(wěn)壓直流電源正常工作，向負載供電；若無風或風較弱時，風力發(fā)電壓的輸出電壓偏低，經(jīng)整流濾波后的直流電壓低于18V時，則VD20因VT2輸出電壓低于+12.7V而截止，改由蓄電池GB為負載提供+12V電壓。
可見經(jīng)過兩步穩(wěn)壓及處理，可穩(wěn)壓輸出+12V電壓給負載。