光伏微逆輔助電源的設(shè)計(jì)與研究

【摘要】：隨著對(duì)能源日益需求的增加,開發(fā)新能源以及提高能源利用率對(duì)解決能源需求尤為重要,光伏太陽(yáng)能是一種用之不竭、潔凈環(huán)保的可再生能源。本文研究的輔助電源起著給光伏太陽(yáng)能微型逆變器提供電源的作用。針對(duì)傳統(tǒng)的輔助電源在多路輸出時(shí)出現(xiàn)的交叉影響、變壓器發(fā)熱嚴(yán)重、輸出波紋大及反饋補(bǔ)償環(huán)路設(shè)計(jì)難等問題,本文主要做了如下的工作內(nèi)容和創(chuàng)新。(1)給出了一種光伏微逆輔助電源輸入級(jí)、輸出級(jí)和反饋補(bǔ)償回路設(shè)計(jì)方法。首先分析研究了光伏微逆輔助電源的常見變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并歸納總結(jié)了各種變換器拓?fù)涞墓ぷ魈攸c(diǎn),其中重點(diǎn)對(duì)反激變換電路做了詳細(xì)說明。然后進(jìn)行了光伏微逆輔助電源輸入級(jí)設(shè)計(jì),包含變壓器原邊漏感能量的箝位吸收回路設(shè)計(jì)、功率開關(guān)管漏極箝位吸收回路設(shè)計(jì)、UC3843芯片的外圍電路設(shè)計(jì)。同時(shí)還通過Mathcad工程計(jì)算軟件對(duì)光伏微逆輔助電源輸出級(jí)和反饋補(bǔ)償回路進(jìn)行了設(shè)計(jì),包含變壓器負(fù)邊漏感與二極管內(nèi)部電容形成諧振的消振設(shè)計(jì)、輸出濾波器設(shè)計(jì)、反饋環(huán)路的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)、TL431的補(bǔ)償回路設(shè)計(jì),在Mathcad軟件的幫助下避免了人工重復(fù)計(jì)算的困難,提高了設(shè)計(jì)效率和計(jì)算準(zhǔn)確率。(2)進(jìn)行了光伏微逆輔助電源的核心設(shè)計(jì),也就是變壓器設(shè)計(jì)及其繞制工藝的確定。在進(jìn)行光伏微逆輔助電源的核心設(shè)計(jì)時(shí),我們做到變壓器的功率容量適中,避免其功率容量過小或過大;繞組線圈的層間貼合緊密和導(dǎo)線分布均勻,特別是多路輸出負(fù)邊各繞組采用疊繞的辦法,避免負(fù)邊過多導(dǎo)線而導(dǎo)致變壓器窗口裝不下這些導(dǎo)線;采用三明治繞法讓原邊包裹住負(fù)邊繞組,以此減少變壓器漏感,進(jìn)而減小發(fā)熱、降低紋波率、改善交叉調(diào)整率。(3)通過saber軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證,并在一臺(tái)800瓦光伏微型逆變器樣機(jī)上對(duì)設(shè)計(jì)的輔助電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明本文所設(shè)計(jì)的電源可以滿足微型逆變器穩(wěn)定、高效的工作。 【關(guān)鍵詞】：Mathcad UC3843 反饋補(bǔ)償 變壓器設(shè)計(jì) saber
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外光伏微逆輔助電源研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容12-15
• 1.3.1 研究闡述12
• 1.3.2 改善交叉調(diào)整率措施12-13
• 1.3.3 減小變壓器原邊漏感影響的措施13-14
• 1.3.4 降低功率管損耗及其提高系統(tǒng)效率措施14
• 1.3.5 反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)14-15
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容的安排15-16
• 第2章 光伏微逆輔助電源電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇16-31
• 2.1 引言16
• 2.2 光伏微逆輔助電源常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)16-26
• 2.2.1 降壓式變換電路17-18
• 2.2.2 升壓式變換電路18-19
• 2.2.3 升降壓式變換電路19-20
• 2.2.4 正激式變換電路20-21
• 2.2.6 推挽式變換電路21-23
• 2.2.7 半橋式變換電路23-24
• 2.2.8 全橋式變換電路24-25
• 2.2.9 反激式變換電路25-26
• 2.3 輔助電源的拓?fù)溥x用及工作原理分析26-29
• 2.4 光伏微逆輔助電源體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 光伏微逆輔助電源的硬件電路參數(shù)設(shè)計(jì)31-54
• 3.1 引言31
• 3.2 電源輸入級(jí)設(shè)計(jì)及其器件選擇31-41
• 3.2.1 變壓器原邊漏感能量的吸收回路設(shè)計(jì)31-34
• 3.2.2 功率開關(guān)管的吸收回路設(shè)計(jì)34-36
• 3.2.3 UC3843芯片的外圍電路設(shè)計(jì)36-41
• 3.3 電源輸出級(jí)設(shè)計(jì)及其器件選擇41-44
• 3.3.1 負(fù)邊漏感與二極管結(jié)電容諧振的減振設(shè)計(jì)41-43
• 3.3.2 輸出濾波器設(shè)計(jì)43-44
• 3.4 電源反饋電路設(shè)計(jì)及其TL431的補(bǔ)償回路設(shè)計(jì)44-50
• 3.4.1 反饋環(huán)路的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)44-46
• 3.4.2 TL431的補(bǔ)償回路設(shè)計(jì)46-50
• 3.5 電源的性能指標(biāo)分析及其改善措施50-53
• 3.5.1 減小輸出紋波和負(fù)載調(diào)整率的措施50-52
• 3.5.2 改善多路輸出時(shí)交叉調(diào)整率的措施52-53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 第4章 光伏微逆輔助電源的變壓器設(shè)計(jì)54-69
• 4.1 引言54
• 4.2 磁芯材質(zhì)的選擇54-56
• 4.3 設(shè)計(jì)變壓器的AP法推導(dǎo)分析56-57
• 4.4 變壓器設(shè)計(jì)57-68
• 4.4.0 影響變壓器設(shè)計(jì)的因素57-58
• 4.4.1 確定變壓器的基本規(guī)格參數(shù)58
• 4.4.2 根據(jù)選擇的磁芯確定 ?B58-59
• 4.4.3 根據(jù)所選設(shè)計(jì)方法確定變壓器骨架型號(hào)59-60
• 4.4.4 數(shù)學(xué)推導(dǎo)原邊峰值電流Ip和原邊電感Lp60-61
• 4.4.5 確定變壓器各繞組匝數(shù)61-62
• 4.4.6 確定變壓器磁芯氣隙長(zhǎng)度lg62-63
• 4.4.7 確定各繞組的導(dǎo)線線徑和股數(shù)63-65
• 4.4.8 計(jì)算變壓器的損耗與溫升65-66
• 4.4.9 變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)66-67
• 4.4.10 變壓器的樣品制作67-68
• 4.4.11 變壓器的性能評(píng)估68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第5章 仿真與實(shí)驗(yàn)分析69-75
• 5.1 引言69
• 5.2 基于saber軟件仿真驗(yàn)證69-72
• 5.2.1 光伏微逆輔助電源仿真模型69-71
• 5.2.2 仿真結(jié)果分析71-72
• 5.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證72-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第6章 總結(jié)和展望75-77
• 6.1 總結(jié)75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 發(fā)表期刊論文和參與科研項(xiàng)目80-81
• 致謝81-82

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