微型光伏充放電控制器及其MPPT的研究

【摘要】：摘要：微型光伏系統(tǒng)憑借其便攜性和易用性的特點(diǎn)在簡(jiǎn)易照明當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用。本文以微型光伏系統(tǒng)中的光伏電池和光伏充放電控制器為研究對(duì)象,對(duì)光伏電池的輸出特性、光伏充放電控制算法等進(jìn)行了研究,并對(duì)光伏充放電控制器硬件組成電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 首先,分析了在不同環(huán)境下光伏電池的輸出特性變化,并根據(jù)光伏電池的數(shù)學(xué)模型和輸出特性,建立了以光伏電池板出廠參數(shù)為輸入?yún)?shù)的仿真模型,實(shí)現(xiàn)僅需知道光伏電池板的出廠參數(shù),就可以對(duì)其輸出特性進(jìn)行仿真。此外,對(duì)最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)的控制原理及方法進(jìn)行研究,并應(yīng)用改進(jìn)的增量導(dǎo)納法進(jìn)行了仿真分析。 其次,分析了蓄電池充放電過程,對(duì)分階段充電法進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后的方法兼顧了蓄電池充電安全和蓄電池充電不同階段對(duì)電流電壓的不同要求,并實(shí)現(xiàn)光伏電池所產(chǎn)生電能的最大化利用。 最后,設(shè)計(jì)了微型光伏系統(tǒng)充放電控制器的硬件電路,主要包括功率變換電路、核心控制電路、負(fù)載保護(hù)電路和卸荷電路等；設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件,應(yīng)用混合充電法和改進(jìn)的增量導(dǎo)納法,實(shí)現(xiàn)光伏電池的最大功率點(diǎn)跟蹤及蓄電池的充放電管理。 【關(guān)鍵詞】：光伏電池模型 充放電控制器 最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT) 增量導(dǎo)納法
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM615;TM571;TM912
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-15
• 1.1 太陽(yáng)能的利用背景10-12
• 1.2 微型光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀分析12-13
• 1.3 本文的研究與設(shè)計(jì)內(nèi)容13-15
• 2 微型光伏系統(tǒng)及其組成15-30
• 2.1 蓄電池及其充放電技術(shù)15-20
• 2.1.1 鉛酸蓄電池16-17
• 2.1.2 蓄電池的充電特性及其充電技術(shù)17-19
• 2.1.3 對(duì)充電方法的改進(jìn)19-20
• 2.2 功率變換器拓?fù)浼捌湓O(shè)計(jì)20-29
• 2.2.1 常用充電變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)20-23
• 2.2.2 同步Buck變換器及其設(shè)計(jì)23-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 3 光伏電池及最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)30-43
• 3.1 光伏電池30-31
• 3.2 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型的建立及仿真31-36
• 3.2.1 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型31-34
• 3.2.2 光伏電池的輸出特性仿真34-36
• 3.3 光伏最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)36-42
• 3.3.1 常見的最大功率點(diǎn)跟蹤方法37-39
• 3.3.2 改進(jìn)的增量導(dǎo)納法的仿真與驗(yàn)證39-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 4 微型光伏系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)43-51
• 4.1 核心控制器設(shè)計(jì)43-44
• 4.2 直流變換器及其驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)44-46
• 4.3 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)46-48
• 4.3.1 STM8S207K的模數(shù)轉(zhuǎn)換器46
• 4.3.2 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)46-48
• 4.4 其他電路設(shè)計(jì)48-50
• 4.4.1 電源電路設(shè)計(jì)48-49
• 4.4.2 負(fù)載功能電路與卸荷電路設(shè)計(jì)49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 5 離線光伏電源系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)51-57
• 5.1 總體軟件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)51-52
• 5.2 數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)52-53
• 5.3 充電程序設(shè)計(jì)53-55
• 5.4 MPPT程序設(shè)計(jì)55
• 5.5 其他模塊程序設(shè)計(jì)55-56
• 5.6 本章小結(jié)56-57
• 6 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 總結(jié)57
• 6.2 工作展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-61
• 作者簡(jiǎn)歷61-63
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集63

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