便攜式光伏電源變換器及其控制策略

【摘要】：隨著世界經(jīng)濟的高速發(fā)展,煤炭、石油等一次能源的快速消耗以及隨之所帶來的環(huán)境污染日益嚴重,對太陽能、風能等清潔能源的利用再次得到人們的廣泛重視。所以,設計一種可由太陽能電池供電的便攜式電源具有十分廣闊的應用前景。現(xiàn)階段多數(shù)便攜式電源僅局限于較小功率的單路輸出電源,并且用于電能儲存的鋰電池只能由市電充電。而在醫(yī)療救援,搶險救災,野外活動等特殊場合中,由于環(huán)境復雜并且電能無法得到及時供給的情況下,僅僅由市電充電的單輸出電源供電是無法完全勝任的。所以,本文設計的一種便攜式光伏電源則可以發(fā)揮其巨大的作用。本文介紹了光伏發(fā)電技術以及便攜式電源的重要性,詳細敘述了現(xiàn)有產(chǎn)品的技術方法及其局限性。并在此基礎上提出了一種新的便攜式光伏電源的整體設計方案,并對其中的變換器及控制策略的原理分析和設計方法進行詳細的介紹。便攜電源的變換器由12V鋰電池供電的多路DC-DC變換器,12V鋰電變換為市電220V輸出的DC-AC變換器,市電220V轉(zhuǎn)12V鋰電池充電的AC-DC變換器三大部分組成。DC-DC變換器采用應用最為成熟BUCK,BOOST拓撲設計;DC-AC變換器采用高頻推挽升壓以及DSP控制的純正弦波逆變來達到較高轉(zhuǎn)換效率和低畸變率;AC-DC變換器采用高度集成的TOPSWITCH電源芯片來得到穩(wěn)定高效的鋰電池充電電壓?？刂撇糠植捎酶咝阅芨↑c型數(shù)字信號處理器TMS320F28335,有效地提高了驅(qū)動性能和控制系統(tǒng)穩(wěn)定性,最后完成整體電路調(diào)試及運行。 【關鍵詞】：光伏 鋰電池 便攜電源 TMS320F28335
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 光伏電源的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 電源變換器的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容11-12
• 第二章 220V市電輸出DC-AC變換器的設計12-28
• 2.1 逆變器的分類12-13
• 2.2 逆變器前級升壓電路的設計13-19
• 2.2.1 升壓電路的分類與選擇13-14
• 2.2.2 推挽升壓電路工作原理14-17
• 2.2.3 相關參數(shù)計算17-19
• 2.3 整流濾波電路的設計19
• 2.4 后級逆變電路的設計19-25
• 2.4.1 逆變電路的分類與選擇19-20
• 2.4.2 全橋逆變電路的工作原理20-24
• 2.4.3 濾波電容的選型24-25
• 2.5 實驗結(jié)果25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-28
• 第三章 DC-DC變換器設計28-38
• 3.1 直流升壓電路28-32
• 3.1.1 升壓斬波電路原理28-30
• 3.1.2 參數(shù)計算30-32
• 3.2 直流降壓電路32-36
• 3.2.1 降壓斬波電路原理32-34
• 3.2.2 參數(shù)計算34-36
• 3.3 實驗結(jié)果36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 市電充電AC-DC變換器的設計38-42
• 4.1 單片電源及其輔助設計軟件38-39
• 4.2 單片開關電源的電路設計39-40
• 4.3 實驗結(jié)果40-42
• 第五章 變換器驅(qū)動電路的設計42-50
• 5.1 全橋逆變驅(qū)動電路設計42-45
• 5.2 DC-DC變換器驅(qū)動電路設計45-46
• 5.3 推挽升壓驅(qū)動電路設計46-47
• 5.4 關鍵器件的參數(shù)選型47-48
• 5.4.1 自舉電容的選擇47-48
• 5.4.2 自舉二極管的選擇48
• 5.5 本章小結(jié)48-50
• 第六章 系統(tǒng)控制策略的研究50-56
• 6.1 逆變器SPWM驅(qū)動信號的生成50-53
• 6.1.1 規(guī)則采樣法SPWM波生成原理及DSP實現(xiàn)51-52
• 6.1.2 SPWM調(diào)制波的死區(qū)時間52-53
• 6.2 系統(tǒng)控制閉環(huán)設計53-56
• 6.2.1 PI控制器原理53-54
• 6.2.2 PI調(diào)節(jié)離散化及程序?qū)崿F(xiàn)54-56
• 第七章 全文總結(jié)與展望56-58
• 參考文獻58-60
• 攻讀學位期間所取得的相關科研成果60-62
• 致謝62

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