太陽能與市電互補(bǔ)的500W供電系統(tǒng)

【摘要】：本文的主要內(nèi)容是500W供電系統(tǒng)的研究,探討了一套完整的光伏獨(dú)立供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。結(jié)合目前非洲等國(guó)家和地區(qū)的供電實(shí)際情況,提出了太陽能與市電互補(bǔ)充電的設(shè)計(jì)構(gòu)想,并重點(diǎn)研究了2路輸出電壓可切換的逆變電源的實(shí)現(xiàn)方法。本文以基于儲(chǔ)能的互補(bǔ)充電控制系統(tǒng)為基礎(chǔ),闡述了太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)和基本原理。對(duì)光伏發(fā)電的最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析,通過合理選擇蓄電池的充電策略和控制方法,實(shí)現(xiàn)太陽能與市電對(duì)蓄電池的互補(bǔ)充電。重點(diǎn)研究了以逆變技術(shù)為核心的獨(dú)立供電系統(tǒng)。通過比較分析幾種典型逆變系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式的優(yōu)缺點(diǎn),確定采用互補(bǔ)PWM控制的高頻推挽升壓和單極性SPWM控制的全橋逆變結(jié)構(gòu)組成主電路拓?fù)洹＠酶哳l變壓器次級(jí)2主繞組之間的切換,產(chǎn)生2種不同幅值的直流母線電壓,進(jìn)而在輸出端產(chǎn)生2種不同幅值的工頻交流電壓。文章首先對(duì)系統(tǒng)采用的推挽和全橋變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行分析介紹,并依此給出驅(qū)動(dòng)控制電路和各種保護(hù)電路的選擇依據(jù)及相關(guān)參數(shù)的具體設(shè)計(jì)過程。前級(jí)DC-DC推挽升壓部分,采用PWM控制芯片SG3525產(chǎn)生2路互補(bǔ)的PWM控制信號(hào)。后級(jí)DC-AC全橋逆變部分,采用純正弦波逆變控制芯片TDS2285產(chǎn)生4路SPWM控制信號(hào)。同時(shí),此逆變系統(tǒng)具有完善的保護(hù)措施,包括蓄電池欠壓過壓保護(hù)、防反接保護(hù)、溫度保護(hù)、輸出過流短路保護(hù)等。最后,在理論分析和參數(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,搭建了一臺(tái)500W實(shí)驗(yàn)樣機(jī),并進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)試。分析了系統(tǒng)的PWM驅(qū)動(dòng)波形和SPWM驅(qū)動(dòng)波形,以及不同功率負(fù)載時(shí)的輸出電壓、頻譜響應(yīng)等。結(jié)果表明,本文所論述的逆變電源的設(shè)計(jì)方案切實(shí)可行,具有良好的可靠性和穩(wěn)定性,基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。 【關(guān)鍵詞】：供電系統(tǒng) 推挽升壓 全橋逆變 PWM SPWM
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615;TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景與意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)11-13
• 1.2.1 國(guó)外產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢(shì)11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢(shì)12-13
• 1.3 光伏獨(dú)立供電系統(tǒng)概述13-17
• 1.3.1 系統(tǒng)的基本組成13-14
• 1.3.2 控制器的技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢(shì)14-16
• 1.3.3 逆變器的技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢(shì)16-17
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第二章 太陽能與市電互補(bǔ)控制器的理論與研究18-31
• 2.1 太陽能電池的工作原理和基本特性18-21
• 2.1.1 太陽能電池的分類18
• 2.1.2 太陽能電池的工作原理18-19
• 2.1.3 太陽能電池的基本特性19-21
• 2.2 太陽能電池最大功率點(diǎn)跟蹤21-26
• 2.2.1 最大功率點(diǎn)跟蹤原理21-22
• 2.2.2 最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法22-26
• 2.3 蓄電池的工作原理和基本特性26-28
• 2.3.1 鉛酸蓄電池的工作原理26-27
• 2.3.2 鉛酸蓄電池的性能參數(shù)27-28
• 2.4 蓄電池充電控制方法28-30
• 2.4.1 恒流充電法29
• 2.4.2 恒壓充電法29
• 2.4.3 階段充電法29-30
• 2.4.4PWM充電法30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 獨(dú)立供電系統(tǒng)中逆變電源的理論與研究31-37
• 3.1 獨(dú)立供電系統(tǒng)對(duì)逆變電源的要求31
• 3.2 獨(dú)立供電系統(tǒng)中逆變電源的方案選取31-32
• 3.2.1 低頻鏈逆變系統(tǒng)31-32
• 3.2.2 高頻鏈逆變系統(tǒng)32
• 3.2.3 無變壓器逆變系統(tǒng)32
• 3.3 高頻鏈逆變電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析32-34
• 3.3.1 DC-DC變換器32-34
• 3.3.2 DC-AC變換器34
• 3.3.3 逆變電源整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)34
• 3.4 逆變電源中的控制策略34-36
• 3.4.1 DC-DC變換器控制策略34-35
• 3.4.2 DC-AC變換器控制策略35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 逆變電源DC-DC升壓電路的設(shè)計(jì)37-51
• 4.1 推挽升壓電路拓?fù)?/span>37-38
• 4.1.1 典型推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理37-38
• 4.1.2 輸出電壓可切換的推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)38
• 4.2 推挽主電路參數(shù)的確定38-40
• 4.2.1 功率開關(guān)管的選擇38-39
• 4.2.2 整流二極管的選擇39
• 4.2.3 輸出濾波器的設(shè)計(jì)39-40
• 4.3 控制電路的設(shè)計(jì)40-44
• 4.3.1 PWM控制芯片的選取40-42
• 4.3.2 PWM控制電路的設(shè)計(jì)42-43
• 4.3.3 反饋電路的設(shè)計(jì)43-44
• 4.4 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)44-47
• 4.4.1 防反接保護(hù)電路44-45
• 4.4.2 輸入欠壓過壓保護(hù)電路45-46
• 4.4.3 系統(tǒng)溫度保護(hù)電路46-47
• 4.5 高頻變壓器的設(shè)計(jì)47-50
• 4.5.1 磁芯的選取47
• 4.5.2 最大磁通變化量的選取47-48
• 4.5.3 繞組匝數(shù)和磁芯橫截面積的選擇48
• 4.5.4 最大輸出功率的計(jì)算48-49
• 4.5.5 初次級(jí)繞組線徑的選擇49-50
• 4.6 本章小結(jié)50-51
• 第五章 逆變電源DC-AC逆變電路的設(shè)計(jì)51-62
• 5.1 全橋逆變電路拓?fù)?/span>51-56
• 5.1.1 全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理51-52
• 5.1.2 主電路參數(shù)的確定52
• 5.1.3 吸收緩沖電路的設(shè)計(jì)52-54
• 5.1.4 輸出濾波器的設(shè)計(jì)54-56
• 5.2 控制電路的設(shè)計(jì)56-58
• 5.2.1 SPWM控制芯片的選取56-57
• 5.2.2 SPWM控制電路的設(shè)計(jì)57-58
• 5.3 驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路的設(shè)計(jì)58-61
• 5.3.1 死區(qū)電路的設(shè)計(jì)58-59
• 5.3.2 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)59-60
• 5.3.3 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第六章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析62-68
• 6.1 DC-DC部分實(shí)驗(yàn)波形與分析62-63
• 6.1.1 PWM驅(qū)動(dòng)波形分析62-63
• 6.1.2 開關(guān)管波形分析63
• 6.2 DC-AC部分實(shí)驗(yàn)波形與分析63-65
• 6.2.1 SPWM驅(qū)動(dòng)波形分析63-64
• 6.2.2 交流輸出波形分析64-65
• 6.3 系統(tǒng)參數(shù)性能分析65-67
• 6.4 硬件電路外觀與系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)物圖67-68
• 第七章 總結(jié)與展望68-70
• 7.1 本文總結(jié)68
• 7.2 工作展望68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 附錄74

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

高功率因數(shù)多重控制程控電源的研究    姚志樹

太陽能并網(wǎng)逆變系統(tǒng)研究    蔡先武

基于單片機(jī)的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)    王鑫;張黎;

光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)    秦碩;孫志毅;劉立群;胡偉;

基于HV9120的恒壓源設(shè)計(jì)    劉冠廷;譚兮;

基于DSP的光伏并網(wǎng)逆變器控制策略研究    辛誠(chéng)

三相光伏并網(wǎng)逆變器的研制及SVPWM算法的實(shí)現(xiàn)    徐正文

10kW光伏并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)的研究    聶倫倫

光伏并網(wǎng)逆變器的工程設(shè)計(jì)與研究    馬雙喜

各國(guó)光伏路線圖與光伏發(fā)電的進(jìn)展    楊金煥;鄒乾林;談?shì)碓?葛亮;陳中華;

國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電的新進(jìn)展    昌金銘;

最大功率跟蹤的光伏并網(wǎng)逆變器研究    楊海柱,金新民

DC—DC功率變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與分析方法    袁順洋

抗EMI濾波器設(shè)計(jì)與應(yīng)用原理    吳雪予

用AVR MCU實(shí)現(xiàn)的程控電源的設(shè)計(jì)    武杰,董娟

無功補(bǔ)償技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)孤島檢測(cè)中的應(yīng)用    禹華軍,潘俊民

DC/DC開關(guān)變換器的無源控制方法    吳磊濤,楊兆華,胥布工

UPS逆變器數(shù)字化控制技術(shù)    高軍,黎輝,楊旭,王兆安

分布式發(fā)電(電源)技術(shù)及其并網(wǎng)問題    胡學(xué)浩

光伏并網(wǎng)控制方法和系統(tǒng)的研究    汪進(jìn)進(jìn)

基于單片機(jī)的寬范圍連續(xù)可調(diào)直流高壓穩(wěn)壓電源    李霞

開關(guān)電源功率因數(shù)校正技術(shù)的研究    倪志紅

微機(jī)控制電除塵器用高壓直流電源的研制    謝佶雋

分布式發(fā)電孤島檢測(cè)判據(jù)研究    孫亞男

高效率低功耗DC/DC升壓開關(guān)電源的設(shè)計(jì)    周曉智

開關(guān)電源充電機(jī)的研制    王睿庭

中小功率單相逆變并網(wǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)    文勁松

光伏并網(wǎng)逆變器的研制    楊軍

可程控開關(guān)電源的研制    張雁釗

全橋逆變電路在對(duì)蓄電池進(jìn)行充電方面的應(yīng)用    宋佳紅;

新型全橋逆變電源電路設(shè)計(jì)    周成虎;李娜;

改進(jìn)型全橋逆變電路的研究    鄭玉蓮;褚鵬超;田曉燕;孫頻東;

全橋逆變電路偏磁抑制新方法    段彬;張承慧;孫同景;張光先;

全橋逆變電路抗偏磁應(yīng)用研究    李宏,周繼華,李治典

基于DSP的單相全橋逆變數(shù)字控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    張曉力;葉曉劍;王嵩;廉小親;段振剛;

單相電壓型全橋逆變電路輸出電壓頻譜分析研究    鞏瑞春;王潤(rùn)文;

兩種防PWM全橋逆變電源輸出變壓器單向偏磁電路    楊蔭福,李勛,楊莉莎

全橋逆變電路中IGBT電壓浪涌產(chǎn)生的機(jī)理分析    王娟;朱曉華;田松亞;孫燁;

全橋逆變弧焊電源中高頻變壓器偏磁的抑制方法    尹鳳杰,林守權(quán)

太陽能與市電互補(bǔ)的500W供電系統(tǒng)    劉丹

高頻全橋逆變電源設(shè)計(jì)與測(cè)試    付運(yùn)旭

基于SPWM技術(shù)的獨(dú)立逆變電源設(shè)計(jì)    宋淑蘋