1.風電變槳系統后備電源的充電裝置,其特征在于:包括功率回路及控制所述功率回路的控制回路,所述功率回路包括將輸入的交流電轉變為直流母線電壓的整流濾波電路(1),所述整流濾波電路(1)連接功率開關電路(3),所述功率開關電路(3)輸出充電電壓并與控制其工作的驅動電路(4)的一端耦合,所述驅動電路(4)的另一端與所述控制回路中的微處理器(5)耦合并接收所述微處理器(5)的邏輯控制信號;
所述風電變槳系統后備電源的充電裝置還包括
直流母線電壓檢測電路(6),用于檢測所述整流濾波電路(1)產生的直流母線電壓并通過分壓電阻將直流母線電壓按照比例變換成微處理器(5)可識別的電壓信號;
充電電壓檢測電路(7),用于檢測所述功率開關電路(3)輸出的充電電壓并通過阻容器件將充電電壓轉變成所述微處理器(5)可識別的信號;
充電電流檢測電路(8),用于檢測所述功率開關電路(3)的充電電流并通過阻容器件將充電電流轉變成所述微處理器(5)可識別的信號。
2.根據權利要求1所述的風電變槳系統后備電源的充電裝置,其特征在于:所述功率開關電路(3)包括第一功率開關器件(G1)、第二功率開關器件(G2)及變壓器(L),所述第一功率開關器件(G1)的漏極接直流母線電壓的正端,所述第一功率開關器件(G1)的源極接變壓器(L)原邊的一端,所述第一功率開關器件(G1)的柵極接所述驅動電路(4);所述第二功率開關器件(G2)的漏極接所述變壓器(L)原邊的另一端,所述第二功率開關器件(G2)的源極接直流母線電壓的負端,所述第二功率開關器件(G2)的柵極接所述驅動電路(4);所述變壓器(L)的副邊輸出充電電壓。
3.根據權利要求2所述的風電變槳系統后備電源的充電裝置,其特征在于:所述第一功率開關器件(G1)、第二功率開關器件(G2)均為N溝道場效應管。
4.根據權利要求1-3任一所述的風電變槳系統后備電源的充電裝置,其特征在于:所述直流母線電壓檢測電路包括一端與母線電壓輸入端(T_VBUS)連接的第一電阻(R58),所述第一電阻(R58)的另一端接二極管(D13)的陽極,所述二極管(D13)的陰極連接依此串接的第二電阻(R59)、第三電阻(R61)及第四電阻(R35),所述二極管(D13)和第二電阻(R59)之間還連接有第一電容(C60),所述第一電容(C60)接地;所述第二電阻(R59)和第三電阻(R61)之間并聯連接有第五電阻(R63)及第二電容(C62),所述第五電阻(R63)及第二電容(C62)接地;所述第三電阻(R61)和第四電阻(R35)之間連接第三電容(C64),所述第三電容(C64)接地;所述第四電阻(R35)的一端連接到第一運放器(U6-A)的正向輸入端,所述第一運放器(U6-A)的反向輸入端接所述第一運放器(U6-A)的輸出端,所述第一運放器(U6-A)的輸出端接第六電阻(R105)并從電壓信號端(V_BUS)輸出檢測電壓信號。
5.根據權利要求4所述的風電變槳系統后備電源的充電裝置,其特征在于:所述充電電壓檢測單元(7)包括一端與充電電壓輸入端(VOLT)連接的第七電阻(R33),所述第七電阻(R33)的另一端連接依次串接的第八電阻(R76)、第九電阻(R37)、第十電阻(R157),所述第九電阻(R37)及第十電阻(R157)之間連接并聯的第五電容(C85)及第十一電阻(R159),所述第五電容(C85)及第十一電阻(R159)接地,所述第九電阻(R157)連接第二運放器(U16-A)的正向輸入端,所述第九電阻(R157)與第二運放器(U16-A)的正向輸入端之間還連接第四電容(C83),所述第四電容(C83)接地,所述第二運放器(U16-A)的反向輸入端及輸出端連接第十二電阻(R38)并從電壓輸出端(VOLT_1)輸出檢測電壓信號。
6.根據權利要求5所述的風電變槳系統后備電源的充電裝置,其特征在于:所述充電電流檢測電路(8)包括第三運放器(U7-A),所述第三運放器(U7-A)的正向輸入端通過第十四電阻(112)接數字地,所述第三運放器(U7-A)的正向輸入端與第十四電阻(112)之間還連接并聯的第七電容(C52)及第十五電阻(R114),所述第七電容(C52)及第十五電阻(R114)接地;所述第三運放器(U7-A)的反向輸入端通過第十三電阻(R40)連接充電電流信號端(CURRENT-);所述充電電流信號端(CURRENT-)及數字地之間還連接有第六電容(C36);所述第三運放器(U7-A)的反向輸入端與輸出端之間還連接并聯的第十六電阻(R41)及第八電容(C61);所述第三運放器(U7-A)的輸出端通過第十七電阻(R70)連接第四運放器(U7-B)的正向輸入端,所述第十七電阻(R70)與所述第四運放器(U7-B)的正向輸入端之間還連接第九電容(C45),所述第九電容(C45)接地;所述第四運放器(U7-B)的反向輸入端連接其輸出端并通過第十八電阻(R42)接充電電流信號端(CURRENT_2)。
7.根據權利要求6所述的風電變槳系統后備電源的充電裝置,其特征在于:所述控制回路基于所述微處理器(5),所述微處理器(5)包括
模擬信號采集單元(9),用于至少采集所述直流母線電壓檢測電路(6)、充電電壓檢測電路(7)及充電電流檢測電路(8)的模擬信號;
通信單元(13),用于與上位機(14)連接通信;
數字信號采集單元(10),用于至少采集運行命令邏輯數字信號、故障復位邏輯數字信號、直流母線電壓超過過壓閾值數字信號或低于欠壓閾值數字信號以及充電電壓超過過壓閾值數字信號;
數字信號輸出單元(11),用于根據充電裝置的運行情況,輸出對應的數字信號;
脈沖寬度調制信號產生單元(12),用于根據實際后備電源電壓以及充電電流,通過配套的軟件算法產生控制充電電流及充電電壓的調制信號。
8.根據權利要求7所述的風電變槳系統后備電源的充電裝置,其特征在于:所述模擬信號采集單元(9)還采集溫度監測設備采集的后備電源的溫度,所述脈沖寬度調制信號產生單元(12)還用于根據后備電源的實際溫度產生控制溫度補償的調制信號。
9.根據權利要求7所述的風電變槳系統后備電源的充電裝置,其特征在于:所述通信單元(13)通過串行通用接口與所述上位機(14)連接通信。
10.風電變槳系統后備電源的充電控制方法,其特征在于:包括如下步驟:
S1,微處理器5實時接收直流母線電壓檢測電路(6)、充電電壓檢測電路(7)、充電電流檢測電路(8)、溫度監測設備所采集的直流母線電壓、充電電流、充電電壓、蓄電池組溫度參數以及實際后備電源電壓、實際需要的充電電流的信號;同時采集直流母線電壓超過過壓閾值信號或低于欠壓閾值的數字信號、充電電壓超過過壓閾值的數字信號、充電電流超過過流閥值數字信號、運行命令邏輯數字信號、故障復位邏輯數字信號;
S2,確認充電裝置有無故障,若無故障,則執行S3步驟,若有故障,則執行S4步驟;
S3,在采集到運行命令邏輯數字信號時,發出啟動充電輸出的控制信號,并根據實際需要的充電電流、實際后備電源電壓和實時采集的溫度信息,得到充電電流、充電電壓以及溫度補償的調制信號,并發送給驅動電路以控制功率開關電路輸出充電電壓;
S4,根據故障等級判斷是否發出報警及切斷充電輸出的信號,在發出報警及切斷充電輸出的信號,且采集到故障復位邏輯數字信號時,根據故障類型進行復位處理。
11.根據權利要求10所述的風電變槳系統后備電源的充電控制方法,其特征在于:在S2步驟中,當母線電壓超過過壓閥值或者低于欠壓閥值、當充電電壓超過過壓閥值、當充電電流超過過流閥值、當存在過溫狀態時,認定為存在故障。
12.根據權利要求10所述的風電變槳系統后備電源的充電控制方法,其特征在于:在所述S4步驟中,
對由重大故障引起的充電輸出關斷進行復位處理時,微處理器發信號以十秒為時間間隔自動重啟充電輸出,重啟三次后,若故障仍未消除,則永久關斷充電輸出;所述重大故障包括充電電壓超過過壓閥值、充電電流超過過流閥值;
對由其他故障引起的充電輸出關斷進行復位處理時,待故障消除后,則自動恢復充電輸出,所述其他故障包括存在過溫狀態、母線電壓超過過壓閥值、母線電壓低于欠壓閥值。