便攜式光伏電源控制器及其關(guān)鍵技術(shù)

【摘要】：為應(yīng)對能源危機和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求,光伏發(fā)電技術(shù)開始被廣泛應(yīng)用。同時,隨著電力電子技術(shù)的進步,以及社會的需求,電源開發(fā)成為科學(xué)研究的熱點。太陽能是最具應(yīng)用前景的可再生能源之一,光伏電池板又具有可移動性強的特點,非常有利于將光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用在便攜式電源中。現(xiàn)階段,很多便攜電源存在功能單一、穩(wěn)定性差等缺點。因此,從實際應(yīng)用的角度出發(fā),結(jié)合光伏發(fā)電技術(shù)的優(yōu)越性,本文以便攜式光伏電源為研究對象,對其電路結(jié)構(gòu)、控制邏輯以及數(shù)據(jù)處理與保護進行了分析和設(shè)計。首先,論文介紹了光伏電池和鋰電池的特性,光伏電池應(yīng)用中的關(guān)鍵點是最大功率點跟蹤技術(shù),文中分析比較了幾種最大功率點跟蹤技術(shù);鋰電池應(yīng)用中的關(guān)鍵點是充電控制方式,文中給出了恒流恒壓和脈沖式充電方法。其次,論文對DC/DC變換器進行了建模分析。通過對BUCK電路和BOOST電路的建模,給出了DC/DC變換器的統(tǒng)一模型。同時,對DC/DC變換器的反饋控制回路進行了建模和傳遞函數(shù)的推算,為電路設(shè)計提供了依據(jù)。論文也對逆變器進行了建模,并對反饋控制中PI參數(shù)的計算給出了參考。再次,課題對整個系統(tǒng)內(nèi)各分電路進行了設(shè)計,給出了電路原理圖;利用DSP對最大功率點跟蹤、充電方式的控制以及SPWM算法和PI算法進行了軟件設(shè)計。對電路進行了實驗驗證,驗證了分析方法和電路設(shè)計的正確性。最后,對便攜式光伏電源的整機控制和保護部分進行了說明和電路設(shè)計。對樣機進行了功率實驗,實驗結(jié)果表明,樣機具有較好的性能。 【關(guān)鍵詞】：便攜式光伏電源 光伏充電器 控制器 DC/DC變換器 逆變器
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究的背景和意義9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-13
• 1.3 主要研究內(nèi)容13-15
• 第二章 光伏電池和鋰電池特性15-23
• 2.1 光伏電池特性15-19
• 2.1.1 光伏電池工作原理15
• 2.1.2 光伏電池模型15-17
• 2.1.3 光伏電池的特性17-19
• 2.2 鋰電池特性分析19-22
• 2.2.1 鋰電池介紹19-20
• 2.2.2 鋰電池模型20-21
• 2.2.3 鋰電池充放電特性21-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第三章 DC/DC變換器與逆變器的建模23-37
• 3.1 BOOST電路小信號模型23-26
• 3.2 BUCK電路小信號模型26-27
• 3.3 DC/DC統(tǒng)一電路模型27-29
• 3.4 PWM調(diào)制器模型29
• 3.5 DC/DC變換器反饋控制模型29-32
• 3.6 逆變器模型分析32-34
• 3.7 PI調(diào)節(jié)器的建模34-36
• 3.8 本章小結(jié)36-37
• 第四章 鋰電池充電控制器37-49
• 4.1 最大功率點跟蹤37-42
• 4.1.1 開環(huán)MPPT算法37-38
• 4.1.2 閉環(huán)MPPT算法38-42
• 4.2 光伏充電器42-45
• 4.3 市電充電器45-47
• 4.3.1 反激電路的工作原理45
• 4.3.2 市電充電控制器45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 第五章 放電電路的控制與調(diào)節(jié)49-61
• 5.1 降壓直流輸出49-52
• 5.1.1 BUCK電路設(shè)計49-50
• 5.1.2 BUCK控制回路的分析與設(shè)計50-52
• 5.2 升壓直流輸出52-55
• 5.2.1 BOOST電路設(shè)計52-54
• 5.2.2 BOOST控制回路的分析與設(shè)計54-55
• 5.3 逆變交流輸出55-57
• 5.3.1 推挽電路控制器55-56
• 5.3.2 逆變控制器56-57
• 5.4 RC吸收電路的設(shè)計57-59
• 5.5 交錯并聯(lián)控制59-60
• 5.6 本章小結(jié)60-61
• 第六章 整機控制與結(jié)果61-69
• 6.1 軟啟動控制61-62
• 6.2 電池電壓電流的采樣62-63
• 6.3 測溫電路63
• 6.4 繼電器驅(qū)動電路63-64
• 6.5 DSP保護電路64
• 6.6 AD數(shù)據(jù)采集和處理64-65
• 6.7 樣機輸出結(jié)果65-68
• 6.8 本章小結(jié)68-69
• 第七章 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果75-77
• 致謝77

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