【正文】 （ 2） （ 2）正常時(shí)約為 40mA，充電電流約為 85mA。 圖 11 太陽(yáng)能電池等效電路 在實(shí)際的應(yīng)用情況中，日射量、溫度改變時(shí)，太陽(yáng)能板的特性也會(huì)跟著改變，因此需加以修正。非晶硅由于發(fā)電效率比較低，且長(zhǎng)期壽命不如晶硅，運(yùn)用在中大型發(fā)電系統(tǒng)的機(jī)會(huì)比較少，通常的運(yùn)用為個(gè)人化運(yùn)用產(chǎn)品，如手電筒、計(jì)算器等；也有一些設(shè)計(jì)為建材屋瓦、壁面或帷幕墻的運(yùn)用，但均非太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)主流產(chǎn)品。 一般太陽(yáng)能光電商品 ,其太陽(yáng)能輸出電流如果在 300毫安 (mA)以下時(shí)，都只會(huì)在太陽(yáng)能板正極輸出端，接裝一個(gè)負(fù)載極微小的防逆二極管 (消基二極管 )以防止蓄電池內(nèi)的電流逆流回到太陽(yáng)能板 ,如此，就可以接上蓄電池使用 . 手機(jī)太陽(yáng)能充電器發(fā)展及新技術(shù) 太陽(yáng)能電池是一種利用太陽(yáng)光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片，只要一照到光，瞬間就可輸出電壓及電流。 制作太陽(yáng)能電池主要是以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，其工作原理是利用光電材料吸收光能后發(fā)生光電于轉(zhuǎn)換反應(yīng)制作。操作在直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換連續(xù)導(dǎo)通模式 (Continous Condition Mode；簡(jiǎn)稱 CCM)，所使用之方法是：先經(jīng)過(guò) IsSpice 仿真軟件，來(lái)針對(duì)電路進(jìn)行仿真分析，等分析確定無(wú)誤后，使用 Protel DXP 將模擬出來(lái)的結(jié)果以布線的方式來(lái)規(guī)劃硬件電路。 第一章 概述 選題的意義 在電力電子的領(lǐng)域中，對(duì)于電源供應(yīng)器 (Power Supply)有兩種不同的設(shè)計(jì)方式，一種線性式電源供應(yīng)器 (Linear Power Supply)，一種是切換式電源供應(yīng)器 (switching Power Supply)。但是，方便的同時(shí)也出現(xiàn)了不少問(wèn) 題，特別是當(dāng)你正在跟客戶商談時(shí)，當(dāng)你在深山里迷路求救時(shí)，當(dāng)你正在向你的上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)回報(bào)情況時(shí)，當(dāng)你在外地出差正與家人通話時(shí)手機(jī)突然斷電了，備用電池沒(méi)有電了又沒(méi)有帶手機(jī)充電器時(shí)，怎么辦？ 另外，現(xiàn)在手機(jī)多功能化發(fā)展趨勢(shì)，手機(jī)耗電量逐步增加，這就提高了對(duì)電池的要求，但是另一方面，電池隨著手機(jī)體積的逐漸縮小而變得越來(lái)越小，而電池供電技術(shù)卻并沒(méi)有隨之提高，這就帶來(lái)了待機(jī)時(shí)間減少的問(wèn)題，給經(jīng)常外出的人帶來(lái)了不少麻煩。電路工作電流跟太陽(yáng)光的強(qiáng)弱有關(guān)，正常時(shí)約為 40mA，充電電流約為 85mA. 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的具體內(nèi)容 1. 實(shí)習(xí)、收集資料 選擇設(shè)計(jì)方案 ,設(shè)計(jì)實(shí)體電路 電路原理說(shuō)明及元器件選擇 繪制電氣原理框圖 繪制電路圖 列寫(xiě)元器件材料表 2 編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (8000 字左右 ) 包 括 : 封面、畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書(shū)、論文題目、目錄、摘要、正文、結(jié)束語(yǔ)、致謝、參考文獻(xiàn)、附錄等 四、參考文獻(xiàn) 3 摘要 目前，在各種光伏電站中，普遍采用太陽(yáng)電池來(lái)收集太陽(yáng)能并將它儲(chǔ)存于蓄電池中以便在需要時(shí)再逆變成 220V/50Hz 交流電供給用戶使用。然而，在利用太陽(yáng)電池對(duì)蓄電池充電的過(guò)程中，由于太陽(yáng)電池輸出特性的非線性，太陽(yáng)電作點(diǎn)，并不是時(shí)刻處于池工最大功率點(diǎn)附近，從而造成太陽(yáng)電池能量的浪費(fèi)。為了解決這一問(wèn)題，許多人在購(gòu)買(mǎi)手機(jī)時(shí)候采用了雙電雙充的配置方案，用來(lái)解決耗電量大的問(wèn)題。雖然線性式電源供應(yīng)器具有較小的漣波、較高的可靠度及沒(méi)有電磁干擾，但卻有效率低及體積大等缺點(diǎn)；而切換式電源供應(yīng)器雖具有體積小且輕，功率轉(zhuǎn)換效率高及較大的輸入電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，但的漣波、噪聲，以及電磁干擾的產(chǎn)生也不可忽略的問(wèn)題。而太陽(yáng)能 7 電池為單晶硅，陽(yáng)光照射下輸出 8V 至 25V，使用降壓式電源轉(zhuǎn)換器使電壓降至穩(wěn)定的直流 6V 接至手機(jī)使手機(jī)充電。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)光電的發(fā)電原理 ，是利用太陽(yáng)電池吸收 ～ 太陽(yáng)光，將光能直接轉(zhuǎn)變成電能輸出的一種發(fā)電方式。而此種太陽(yáng)能光電池簡(jiǎn)稱為太陽(yáng)能電池，又 可稱為太陽(yáng)能芯片。 14 太陽(yáng)能電池特性 太陽(yáng)能電池等效電路 ，其中等效電流源 iph 之大小與太陽(yáng)能板所接受的日射量成正比，電流源 itp 為溫度變化時(shí)等效電流源的修正， PN 接面存在一非線性電阻 Rj，代表 PN 二極管的順向電阻， Dj為理想的 PN 二極體， vtp為溫度變化時(shí)二極管障壁電 9 位的修正電壓， Rs及 Rsh為電池本身的串聯(lián)及并聯(lián)電阻。 其中 iph為太陽(yáng)能電池等效電路中的電流源， Lref為參考的日射量， L 表示為太陽(yáng)光改變后的日射量， Iref為參考日射量下太陽(yáng)能電池等效電路中的電流源， a 為電流溫度系數(shù)， b 為電壓溫度系數(shù)， Tref 為參考溫度。 （ 3） （ 3） 采用恒壓跟蹤（ CVT）方式實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)電池 的最大功率跟蹤 電池充電是通過(guò)逆向化學(xué)反應(yīng)將能量存儲(chǔ)到化學(xué)系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)的，由于使用的化學(xué)物質(zhì)的不同，電池的特性也不同，其充電的方式也不大一樣。 最大充電電流往往以電池容量的數(shù)值來(lái)表示。能量以化學(xué)反應(yīng)的方式保存了下來(lái)。在電池充滿電后對(duì)電池容量的檢測(cè)使充電器停止對(duì)電池充電是很重要的，這樣可以避免對(duì)電池的損壞使電池的 壽命。做了一個(gè)整流器，使交流準(zhǔn)位變成一直流準(zhǔn)位。以 R、 C 電路控制輸出波形的穩(wěn)定，讓波形上下的振幅減小，已 13 得到較佳的品質(zhì)的直流輸出信號(hào)。 4. 切換周期為 T ；開(kāi)關(guān)閉合時(shí)間為 DT ，打開(kāi)時(shí)間為 (1 ??D)T 。使開(kāi)關(guān)有個(gè)導(dǎo)通比 D =因而使在濾波器輸入端的平均電壓為 VsD 。 降壓式轉(zhuǎn)換器當(dāng)操作于穩(wěn)態(tài)下時(shí)，會(huì)有下 列特性： 1. 電感電流為周期性： iL(t ??TLt) ??i ( ) 2. 平均電感電壓為零： 14 3. 在理想狀態(tài)下，電源所提供功率與傳遞至負(fù)載之功率相同。穩(wěn)態(tài)操作下電感電流一周期之凈變化必須為零，平均電感電流也為零。此種方法乃改變轉(zhuǎn)換晶體管的導(dǎo)通時(shí)間，并在 ON 期間內(nèi)來(lái)控制及調(diào)整輸出電壓至預(yù)定之值，雖然也可用其它方法來(lái)做控制和穩(wěn)壓，但是 PWM 的方法能提供極優(yōu)性能，例如較緊密的線路與較好的負(fù)載穩(wěn)壓率，而且在溫度變化時(shí)有較好的穩(wěn)定度。 PWM 控制電路可以是單端的形式，能夠驅(qū)動(dòng)單一晶體管的轉(zhuǎn)換器，如反馳式或順向式轉(zhuǎn)換器。 以我們所介紹過(guò)的功率型 MOSFET 來(lái)說(shuō)，首先 PWM 控制電路是以 圖騰極 (totempole)輸出，出現(xiàn)能夠直接驅(qū)動(dòng)雙極式，而且也能夠直接來(lái)驅(qū)動(dòng) MOSFETs。另外一種電路為 Unitrode 公司的 UC1840 系列，此種控制電路在單端式功率轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)上具有很好的效果。而且具有過(guò)電壓(overvoltage)、欠電壓 (undervoltage)與過(guò)電 (overcurrent)保護(hù)電路 。 開(kāi)關(guān)之切換 信號(hào) T 圖 33 PWM 原理 使用材料 TL494 1 LM311 1 LM351 1 電阻： 2K? 1 電阻： 30K? 1 電阻： 10K? 1 可變電阻： 100K? 1 電容： 1 18 圖 34 TL494PWM 控制電路原理圖 TL494PWM 控制電路 19 TL494 為固定頻率的 PWM 電路，它結(jié)合了全部方塊圖所之功能，在切換式電源供應(yīng)器里可單端式或雙波道式的輸出控制。 外部輸入端的控制信號(hào)可輸入至腳 4 的截止時(shí)間控制端，與腳 1 16 誤差放大器的輸入端，其輸入端點(diǎn)的抵補(bǔ)電壓為 120mV，其可限制輸出截止時(shí)間至最小值，大約為最初鋸齒波周期時(shí)間的 4％。 誤差放大器的輸出會(huì)處于高主動(dòng)狀態(tài)，而且在 PWM 比較器的非反相輸入端與其誤差放大器輸出乃為或門(mén) (OR)運(yùn)算結(jié)合，通常第一個(gè)誤差放大器都使用參考電壓和穩(wěn)壓輸出的，電壓做比較，其回路增益可依靠回授來(lái)控制。由于脈波寬度比較器和控制邏輯的傳播延遲使得他不能用為動(dòng)態(tài)電流限制器。 因此 TL494 約兩個(gè)輸出級(jí)可以用單端方 式或是推挽方式來(lái)輸出，兩個(gè)輸出關(guān)西是不被拘束的，兩個(gè)集極和射極都有輸出端可茲利用，在共射極下?tīng)顟B(tài)下，集極和射極電流在 200mA 時(shí)，集極和射極電壓大約在 ，而在共集極結(jié)構(gòu)下的電壓是 15V，在輸出過(guò)宰之下兩個(gè)輸出都有保護(hù)作用，一般這兩個(gè)輸出在共射極的轉(zhuǎn)換時(shí)間為 tr=150ns， tf=50s，所以