【正文】 泛地應(yīng)用，專 溺繁成控制芯冀豹瓣毽，使遂燮電源動態(tài)程縋有禳大提離，龜籍氌大襁度籬倦。 ２ 基于單片機(jī)控制的太陽能逆變電源研究 囊弦波徐出是囂藩逆交電源熬瘋羯趨勢，憨麓騫ＰＷＭ功麓豹微處理囂蠲整，歪弦 波輸出的逆變技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。當(dāng)然，這耱ｉ燕交器控鍘秘 節(jié)較多，電路復(fù)雜，佩因采用商頻變換，因而體積小、重量輕，噪音小、效率高。 逆炎魄添按變換方式可勢必工頻變抉霸離頻變換。并嘲怒光伏發(fā)電發(fā) 髏戇簸會濺方彝。囂茲孛囂太鬻戇必莰發(fā) 電產(chǎn)業(yè)燕耨ｆ搔著一個大的發(fā)展，市場需求爨巨天。成為全球增長速痰最俠的離新技術(shù)產(chǎn)娥＿乏一。 對太陽麓光伏發(fā)電技術(shù)的研究始于１００多年前。在中國，太陽麓資源較好的域 暇占國土面積２／３以上，主聚集中在西部地區(qū)，尤其是酒北和青藏商原。在開發(fā)和使髑能源的同對，保護(hù)好入類賴以生存的地球環(huán)境與生 態(tài)甚綴成為一個全球性的重溪問題。 保密口，在 本學(xué)位論文屬于： 年解密后適用本授權(quán)書。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表 或未公開發(fā)表的成果。 ｏｆ ＡＶＲ ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ｎａｍｅｄ ＡＴｍｅｇａｌ６Ｌｔｏ ｕｓｅｓ ｄｏｕｂｌｅ ｃｏｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ，ｔｈｅ ｔｗｏ ＭＣＵ ｍａｋｅ ｕｐ ｏｆ ｍａｓｔｅｒ／ｓｌａｖｅ ｍｏｄｅｌ．Ｔ１ｌｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｓｉｎ瓔ｅ ｐｏｌａｒｉｔｙ ＳＰＷＭ ｔｏ ｍｏｄｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｓｉｎｅ ｗａｖｅ ｓｉｇｎａｌ，ｄｅｖｉｓｅｓ ｄｏｕｂｌｅ ｄｏｓｅｄ ｌｏｏｐｓ ｏｆ ｔｏ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｔｅａｄｉｌｙ．Ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐｓ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｄｅｔａｉｌｅｄｌｙ，ａｎｄ ｓｅｔｓ ｕｐ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ ｆｏｒｍｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｍ撼ｈｅｌｎａｌ｛ｃｓｆｏｒｍｅｒｏｆｆｕｌｌｂｒｉｄｇｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ＇ｓｓｔａｔｕｓｓｐａｃｅ。文中詳細(xì)地介紹了電壓電流雙閉環(huán)控制的原瓔和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并建立了 全耩遞交毫路豹連續(xù)狀態(tài)空闋數(shù)學(xué)模羹籀離散狹態(tài)象闥數(shù)學(xué)穰瀵，耩用 ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｍｕｌｉｎｋ對控制系統(tǒng)：ｊ｛｝行了仿真分析。 在逆變器設(shè)計(jì)部分，本文總結(jié)了通常采用的電路拓?fù)洳⒈容^了各自優(yōu)缺點(diǎn)， 采掰了“全蘩遂交＋嵩頹秀垂＋｝￡濾渡”豹設(shè)詩策略，蜜魏邀路麓萃、藏本毿、 易于控制。本文設(shè)計(jì)并研制了一臺獨(dú)立的太陽能光伏逆變電源，結(jié)構(gòu)簡單、 低成本、效率高、數(shù)字化控制及駐示，輸出呶壓的質(zhì)量高，系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度 訣。微笑著去面對吧，你會感到人生是那樣溫馨。 百度文庫幫手網(wǎng) 來就送100文庫財富值 本文由zbf106223512貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。 本系統(tǒng)包括太陽能電池直流充電系統(tǒng)和逆變系統(tǒng)兩大部分。然后，本文詳細(xì)介紹了主電路及其參數(shù)選擇的原理及公式，并確定了 實(shí)驗(yàn)用樣機(jī)的參數(shù)。結(jié)合樣機(jī)試驗(yàn)，得到輸出電壓正 弦度商、穩(wěn)定性好，負(fù)載突變時系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度得到火大提高，符會了設(shè)計(jì)目 豹。ａｌｓｏｕｓｅｓｔｈｅＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍ－ 蒸文撬要 ｕｌｉｎｋ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ。 本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 保密口 不保密ｄ（請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√一） 論文作者簽名：勁．移 導(dǎo)師簽名：侈 日期：ａ力年；腳 基于篳片機(jī)控制的太陽能逆變電源研究 第１章緒論 １。世界各圈都紛紛提出能源效率革命和清潔能 澈葷鑫，孛冒熬能源開發(fā)裂臻對薹ｌ：境造成鶼污染裴豢∥熏，弱此節(jié)約斃源、發(fā)展 清潔予凈的新熊源秘再生能源是勢在必行的。中國擁有 率富弱太粥鏈資源，囂甍萋豹羚發(fā)裂溺量羨薄開發(fā)量豹綴少一部分，輿騫廣羯豹笈 燧蘸襞。辮今畿賽各翟蘢箕楚發(fā)達(dá)戮 蒙對予太陽熊斃茯發(fā)電技術(shù)十分篷褫，贊對蒸稍定矮麓，增鴦玨授入，大秀發(fā)震。中國予 １９５８年開始研究太陽能電漶，１９７１年成功地蘺次應(yīng)穗予中函發(fā)射瀚東方魏二號羹 凝上，于１９７３車殲始將太陽能魄池用于地西。各方面的鞭測襲嬲，２ｌ世紀(jì)中 戇太辯筑游藏為孛鏊縫添簧臻供應(yīng)豹一交熏力軍。援嶷必捩發(fā)瑰系統(tǒng)是攀與零娥毫力系統(tǒng)穗遴藤孤立運(yùn)器夔發(fā)魄 系統(tǒng)，熏驟應(yīng)用于偏遠(yuǎn)無電地區(qū)，其建設(shè)的主鬟鞠的就是解決無電閥題。工頻變換逆燮電源是利饜 給燕器徉輔集殘塊產(chǎn)徽５０戮交流售號，然愛剩穗忑頻舞壓囂產(chǎn)生２２０Ｖ交流電。 由于采嗣閉環(huán)控制穩(wěn)愿技術(shù)，矮輸出電壓非常穩(wěn)宓，受載能力強(qiáng)，性熊價格比高， 怒強(qiáng)翁幫褥釜麓源發(fā)電系統(tǒng)中蘺選產(chǎn)品。在中、大容量的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，逆變 電源的輸出應(yīng)為失真度較小的難弦波。 隨著軟開關(guān)功率變換技術(shù)的發(fā)展，諧振變換也被應(yīng)用在逆變電源系統(tǒng)中，即 構(gòu)成諧振型高效逆變電源。 １．４電力電子技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展“”８】 自零毽紀(jì)聶中年裁寒第一必曩闋管翊繳叛寒，毫力激子接拳殲戇袋上瑗我電 氣傳動技術(shù)舞臺。目前，它已縫發(fā)展成為～門包含更多學(xué)科的綜合性技術(shù)學(xué)科，并在現(xiàn)代通訊。功率場效應(yīng)鑫缽繁（ＭＯＳＦＥＴ），絕緣爨雙撅縫鑫薅管（１ＧＢＴ）蠢場控螽 闡管漢成為現(xiàn)代高頻電力電子技術(shù)的主要開關(guān)器件。 １．５本課題的任務(wù) 續(xù)會獲上豹努輯，零課遂戇任務(wù)如下： 《１）攝據(jù)太陽能電漶輸出特性和蓄毫池靜特性，設(shè)詩蓄鬯池的充電控制方法。 “）輔助電源設(shè)計(jì)、保護(hù)電路設(shè)計(jì)及系統(tǒng)抗于擾技術(shù)。太陽能電 池就是利用半導(dǎo)體光伏效應(yīng)制成，它是一種能將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的轉(zhuǎn) 換器件。實(shí)際太陽能電池總是希望輸出電流大、輸出電壓高。為太陽能電池內(nèi)部等 效二極管的Ｐ．Ｎ結(jié)反向飽和電流；ｋ是玻爾茲曼常量，Ｏ．８６１０＿４ｅＶ，Ｋ；ｑ是電子 電荷，１．６１０。５等’等；而強(qiáng)光線條件下，因Ｉｐｈ 遠(yuǎn)大于Ｉ。則隨光的強(qiáng)度 呈對數(shù)關(guān)系變化。圖中虛線表示太陽能電池的Ｐ－Ｕ曲線，有助 于精確計(jì)算最大功率點(diǎn)。、 （２）開路電壓Ｖ０：正負(fù)極間為開路狀態(tài)時的電壓。 （５）最大功率點(diǎn)功率匕：在給定溫度照度下所能輸出的最大功率即最大輸出工 作電壓‰最大輸出工作電流Ｉ。一般譽(yù)裁瀵楚負(fù)載艨漱簸囂要，墩不使節(jié)安裝使用。她外，姆若于個太嗣黥魄漉叛掇擺負(fù)載容熬大小要求， 再串、并聯(lián)組成較大功率的實(shí)際供電裝鬻稱之為太陽能陣列。脅刪 儲麓裝鬟楚太陽熊光飫發(fā)電系統(tǒng)的鬟簧綴艘部分，籠英鼴獨(dú)蠢的太戳能光伏 發(fā)毫系絞運(yùn)移跨，德能環(huán)繁凳楚黲不霹少豹絳液部努，一般寒說，是天斃太鞠怒 轉(zhuǎn)傳麓電糍，通過寵魄器翻蒸電漶把魄髓德霧起塞，魄土孬遴過放電囂把德存嶷 鬻惠池燕麴嫩能放蛙：來進(jìn)霸遺送搜用。 （２）放嫩率襲零放電至中止的電流大小竣時黼快慢。 國功率與比功率鬻電池的功率指蓄魄溉在一定放電奉４發(fā)下，單位時間所能 給爨戇羹豹丈奪，莘霞必顎瓦＞或ｋＷ（手囂）。５－－－－０．６５Ａ。鏹酸蓄毫渣有葜逸贊低廉、緩用麓肇、維穆方便，蘸秘籽率富等往贏。鎊酸蓄電池盼究嘏電流與端電壓隧寵呶時聞變化靜 夔線鱺下翟２。ｏ ｋ／ ／一 ｅＯ Ⅲ ㈨ Ⅲ ｍ ｆ 。 ２．３直流充電器設(shè)計(jì) ２．３．１主電路原理 Ｌ Ｄ 太 陽 能 電 池 板 蓄 電 池 圖２．３充電電路原理圖 Ｆｉｇ ２．３ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒｇｅｒ ９ 第２章太ＲＩ能電池板直流充電系統(tǒng) 圖２．３所示，利用電阻分壓得到太陽能電池板輸出電壓檢測信號ｕ。當(dāng)負(fù)載為蓄電池時，就構(gòu)成了蓄電池充電電路，將蓄電池直 接接在Ｂｏｏｓｔ電路的輸出端，通過調(diào)節(jié)蓄電池的端電壓實(shí)現(xiàn)蓄電池的充電控制，使 用單片機(jī)智能控制方法，可以實(shí)現(xiàn)蓄電池的智能化充電控制和充放電能量管理。 Ｒ兩端輸出電壓Ｕ。當(dāng)圖２．４中開關(guān)管 Ｔ關(guān)斷時，Ｂｏｏｓｔ電路等效電路圖如圖２．５（ｂ），由于線圈Ｌ中的磁場將改變線圈Ｌ兩 端的電壓極性，這樣線圈Ｌ磁能轉(zhuǎn)化成的電壓Ｕ。不變。仍然是連續(xù)戇。 Ｂｏｏｓｔ電路霹將太輟斃魄滾輸出毫垂進(jìn)紛拜褰交換，茨效率較高，魄路結(jié)構(gòu)積 控制也較為簡葷。太陽能電池直流充電系統(tǒng)工作在充電狀態(tài)時，～方面希望能保持太陽能 第２章太翻能電＿｝轂薇懿流充電系統(tǒng) 電池輸出功率最大，一方麗又要考慮到蓄電池在不同電量時的電流接收能力．因 此，究電電路采取蹲種不閼的策略綜合對譽(yù)電池進(jìn)行充電控制。抉邃 充電筲玨達(dá)到蓄電泡麴％～９０％弱額定容羹。電路中的ｃ２，Ｒ５為二極管Ｄｌ的吸收回路：Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４與Ｃ３，ｃ４，ｋ構(gòu)成功 率ＭＯＳＦＥＴ管的關(guān)斷吸收回路；＆，Ｄ。出于太陽熊電池援豹價格偏離，為了最大限度地利 用太陽纜電池投，攝離系統(tǒng)效率，必須設(shè)法提高逆變電源的效率。 ３．２邀變主鬯路架構(gòu)及鞠雒 遞交圭電路舞矜結(jié)擒奎黌鴦壘橋、率褥、攫挽等絡(luò)鐫。功率ＭＯＳＦＥＴ管Ｇｉ、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４構(gòu)成全橋逆交， 掰子狡鏹每個殲關(guān)弼頹傳遞到變壓器翮邊的壹流毿量。瓣輸是瞧蓮鮑諧波含爨要求盡《 麓奪，幫鼙瓣舔窶逮囂遂褥羧懿，疆霉羹浚澎繞囊辯歪弦滾毒悉。京鼗毫子 蘞零遨瀵黢矮麓今天，兔激瓤海纂蘧熬數(shù)字控測方法爨菱藪入嬲耩袋縭，鬟遺了 多種ＳＰＷＭ波形的軟件生成方法，例如自然※樣法（Ｎａｔｕｒａｌ ｓａｍｐｔｉｎｇ）、規(guī)則采樣 基≯攀片撬控翻弱太陽糍道變電源研究 法（Ｒｅｇｕｌａｒ ｓａｍｐｌｉｎｇ）、指定諧波消除法（Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）等?！谏獣椘涿衫恚? 強(qiáng)３．２所示的單極性三角渡對稱規(guī)則同步采樣法，采用單極棟三角波并以三角 波中心線與正弦波交點(diǎn)Ｃ作一水平線，從而得到與三角波的交點(diǎn)Ａ、Ｂ，并以此決 定脈寬。雙輟瞧控麓 是對角的一對開關(guān)為同步殲關(guān)，橋臂上下管之閱除死區(qū)時間外為甄補(bǔ)開關(guān)，控制 相對簡齲，但是這種控制方式的開關(guān)損耗高，存在很大的開關(guān)諧波，電磁干擾大， 在殲哭頻率相同時，雙極性控制的ＳＰＷＭ產(chǎn)生的正弦波中的諧波盤嫩比單極性控 制ＳＰＷＭ產(chǎn)生豹正弦渡孛的｛驀波含量大。 缸衄 鶩３．３攀綴性ＳＰＷＭ調(diào)制方法愛ＳＰＷＭ渡形 Ｆｉｇ．３．３ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆｓｉｎｇｌｅ ｐｏｌｅ ＳＰＷＭ ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ ａｎｄ ＳＰＷＭ ＷａＶＣ 采囂琢理及詩算公式：為絳涯主電路彈關(guān)器｛孛豹安余工揮，必綏使掰調(diào)割的 脈沖波有個最小脈寬與最小聞隙的限制，馘保證脈沖寬度大于開關(guān)器件的導(dǎo)通時 間ｔ。墜 Ｕ蜘 （３．１） 式孛Ｕ。一Ｍ ｓｉｎｏｊ?Ｌ （３．２） 式孛ｔ蔻三麓載波豹蹋麓。受Ｈ根弼矩形脈沖的面 積與該區(qū)段正弦曲線下面積相等的原則，可ｊ璉似寫為 ６＾２素ｕ。中，可得 ｌ替 第３章逆搬系統(tǒng) ｕ。頊熬寬８。 在數(shù)字控制中用單片機(jī)產(chǎn)繳ＳＰＷＭ波形正是基于上述的采樣原煺和計(jì)算公 式。相應(yīng)靜高頻磁囂侔設(shè)計(jì)毽秘益重要。 軟磁毒｜糕是瓣牲器終豹?；删Y殘都分，舞顯理我電力電子裝霉中各彈磁牲器 基≯攀背規(guī)控制豹太雕鐫邋燮逛源研究 件的鐵心主要采用高頻鐵磁性材料。鑲鋅類茲飽和磁邋密度一般失０．ＳＴ友農(nóng)，秘鼴磁導(dǎo)率 為１０００～３０００，主要羽予麓俸頻率１ＭＨｚ璇下的電磁器徉，兩鑲鎊類電阻率贏， 其飽和磁通密度一般為０．３～０．４Ｔ，主要用于工作頻率１ＭＨｚ以上的電磁器件。高，曩｜ｊ繞 組匝數(shù)可以減少，銅損也隨著減少。匝數(shù)多，銹擐太；匝數(shù)少，磁損大。 《◇鞍蹇夔囂里轟爨爨燾是磁毪耪籽失去戳蠖魏瀑痙。本系統(tǒng)孛高頻交換電鼴巍全耩和單壤 反激魄路，就其交壓器豹Ｚ俸形式孬言，可分為疆太類： （１）雙極性變壓器：全橋電路為雙端電路，蒹變壓器屬于雙極性。工作時的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ。 方虢黼。與Ｂ，之閫變化，如圖３．５所示。一Ｂ， 增加，降低匝數(shù)，減小銅損。于是魏懿遂交轎轅密實(shí)舔鴦鼙在交篷器一次鬻豹驀波分爨為 Ｕ≯一Ｕｐｔ－ＶＰ２ （３＋１０） 如果希攝逆變器輸出電滕有效值為Ｕ。的選取計(jì)算融縋數(shù)魄后，可授據(jù)以下公式選取合適的鐵心： ＡｃＡ。 第３章逆變系繞 根據(jù)以上公式計(jì)算出鐵心應(yīng)具備的截面積一窗口面積后，可以在生產(chǎn)廠家提 供的產(chǎn)赫手髓中查找合適的鐵心，使其形狀和尺寸滿足要求。由于匝數(shù)比已知，可以首 先計(jì)算一次或二次繞組匝數(shù)中任意一個， 然艏根據(jù)匝數(shù)比推算出另外一個。ＨＴ 式中 ｕ，一繞組電壓幅德； ｄｔ （３。因?yàn)殡娐分须妷旱牟ㄐ味际欠讲?，所以最火伏一秒面積的計(jì)算可以簡化為電壓 和脈沖蹙度的乘積。： （３．１５） Ａ。）變壓器設(shè)計(jì)的其他闖鼷 １）澈極性變壓器的磁路中一定疆有氣隙，以防止飽和。 秘蠢頻變滕器靜援耗：離頻變壓器豹纛流損耗是由線鼴的銀損耗造成的。但為了減 小集默效應(yīng)，蜜瓣《耩更綱戇導(dǎo)線多毅勢繞，｛囂苓壤一寢凝簿線繞鍘。函筵焱選擇鐵心終梅笈繞鑭交囂囂辯，應(yīng)盡熬減少瀛戇。