獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中充電控制芯片的研究與設(shè)計(jì)

【摘要】： 所謂綠色能源就是清潔、無污染、可重復(fù)利用的能源種類。在各種綠色能源中,太陽能開發(fā)利用的前景最為廣闊。其中采用光電轉(zhuǎn)換的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)是太陽能開發(fā)利用的主要形式之一。在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中,要穩(wěn)定高效地運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng),儲(chǔ)能環(huán)節(jié)必不可少。目前大多數(shù)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)能環(huán)節(jié)都采用VRLA蓄電池,由于其對充電控制的要求較高,所以高性能的VRLA蓄電池充電控制器對于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)具有重要意義。 傳統(tǒng)的VRLA充電控制芯片多采用定電流、定電壓的設(shè)計(jì),無法滿足不同種類VRLA蓄電池對充電控制的要求,一定程度上限制了獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的推廣使用。在深入研究VRLA電池在四種模式下充電特性的基礎(chǔ)上,論文提出一種高性能、低功耗、可編程控制的自適應(yīng)VRLA電池充電控制芯片。 該芯片通過與單片機(jī)以及其他檢測電路和DC-DC變換器協(xié)同工作,利用電流環(huán)作為內(nèi)環(huán)、電壓環(huán)作為外環(huán)的雙環(huán)控制拓?fù)?為各種型號的VRLA電池提供不同模式下所需的充電電流和電壓,并具有在不同充電狀態(tài)間自由切換的功能,從而大大提高了VRLA蓄電池充電的效率和可靠性,延長了其使用壽命,進(jìn)而為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。 在上述基礎(chǔ)上,論文給出了所設(shè)計(jì)的控制芯片的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并劃分了功能模塊。文中詳細(xì)論述了各個(gè)組成模塊的功能、電路結(jié)構(gòu),并采用Cadence SpectreS仿真器進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。芯片用BCD工藝設(shè)計(jì),已經(jīng)流片,并對其系統(tǒng)功能進(jìn)行了測試。測試結(jié)果證明,該控制芯片的功能和性能均符合設(shè)計(jì)要求。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 獨(dú)立光伏系統(tǒng) VRLA蓄電池 充電控制芯片 可編程 電壓環(huán) 電流環(huán)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 圖目錄8-11
• 表目錄11-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 世界能源現(xiàn)狀12
• 1.2 綠色能源的利用12-13
• 1.3 太陽能利用背景和現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 太陽能的優(yōu)勢13-14
• 1.3.2 太陽能的利用方式14-15
• 1.3.3 太陽能利用現(xiàn)狀15
• 1.4 研究內(nèi)容和目標(biāo)15-17
• 第2章 光伏發(fā)電系統(tǒng)17-35
• 2.1 光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展17-18
• 2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的種類18-19
• 2.2.1 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)18
• 2.2.2 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)18-19
• 2.3 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成19-35
• 2.3.1 光伏陣列20-22
• 2.3.2 系統(tǒng)控制器22-28
• 2.3.3 變換器28-29
• 2.3.4 負(fù)載特性29-30
• 2.3.5 儲(chǔ)能環(huán)節(jié)30-34
• 2.3.6 充電控制器34-35
• 第3章 充電控制芯片的設(shè)計(jì)35-96
• 3.1 影響VRLA電池壽命的因素35-36
• 3.2 充電控制芯片的研究現(xiàn)狀36-37
• 3.3 設(shè)計(jì)目標(biāo)37-38
• 3.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)38-45
• 3.4.1 涓流充電39-40
• 3.4.2 恒流充電40-42
• 3.4.3 過充充電42-43
• 3.4.4 浮充充電43-44
• 3.4.5 芯片管腳定義44-45
• 3.4.6 典型應(yīng)用電路45
• 3.5 模塊設(shè)計(jì)45-81
• 3.5.1 欠壓鎖定模塊45-52
• 3.5.2 電壓基準(zhǔn)模塊52-57
• 3.5.3 電流誤差放大器57-62
• 3.5.4 電壓誤差放大器62-64
• 3.5.5 電壓/電流轉(zhuǎn)換器64-67
• 3.5.6 振蕩器模塊67-68
• 3.5.7 比較器模塊68-72
• 3.5.8 RS觸發(fā)器72-74
• 3.5.9 驅(qū)動(dòng)模塊74-77
• 3.5.10 電流檢測放大器77-81
• 3.6 系統(tǒng)仿真81-91
• 3.6.1 電流控制環(huán)路參數(shù)81-84
• 3.6.2 電壓控制環(huán)路參數(shù)84-86
• 3.6.3 外圍電阻電容值的設(shè)定86
• 3.6.4 系統(tǒng)仿真結(jié)果86-91
• 3.7 版圖設(shè)計(jì)91-92
• 3.8 測試結(jié)果92-96
• 第4章 結(jié)論與展望96-98
• 參考文獻(xiàn)98-101
• 致謝101-102
• 在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文102

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太陽能利用及太陽能新材料發(fā)展?fàn)顩r    宋力昕;章俞之;

溫州市太陽能資源初步評估    鄭峰;吳正可;

新千年中國太陽能光伏的曙光    崔容強(qiáng);胡宏勛;秦玉茂;殷石健;黃燕;孫鐵囤;車孝軒;

太陽能固體除濕制冷吸附劑的特性研究    崔群;姚虎卿;陶剛;

對黑龍江省太陽能開發(fā)利用的思考與建議    康樹人;

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太陽能+熱泵熱水工程節(jié)能分析    苑金芳;李紅;

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