【正文】 表 超級電容充電過程電壓 電流數(shù)據(jù)表 電容電壓 Vcap/V 充電電流 Icap/A 0 表 數(shù)據(jù)為系統(tǒng)由停止模式切換到經(jīng) buck 變換器給超級電容充電模式時，隨時間的變化，電容上電壓的變化和充電電流的變化。 duty += k*(constant_current_value Iout)。Mode3 轉(zhuǎn)換到 Mode7: SW1 斷開， SW4 接觸點 4； Mode2 切換到 Mode7:SW1 斷開，SW3 接觸點 2。 if(Vout = 32) return 1。該部分代碼如下： void Check_Mode_Conversion_Flag(void) { swith (mode) { case 1: buck_charge_cap_full = Judge_buck_charge_cap_full()。模式轉(zhuǎn)換需要 boost 控制器控制繼電器先操作時，完成操作后，發(fā)送模式數(shù)據(jù)，告知 buck 控制器，然后 buck 控制器進行繼電器狀態(tài)轉(zhuǎn)換就可保證系統(tǒng)的正常運行。 各部分子程序分析 buck 變換單片機控制系統(tǒng) ①模式轉(zhuǎn)換函數(shù) 主程序中有很多模式轉(zhuǎn)換函數(shù)，該部分是系統(tǒng)工作模式相應(yīng)轉(zhuǎn)化時， buck 變換器單片機控制系統(tǒng)控制的繼電器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。 Send_Mode_to_buck(7)。 sw_to_mode4()。 if(Judge_boost_charge_battery() == 1) { sw_to_mode3()。 SW6，SW5 是由 buck 控制器控制的， Mode5_Mode6()即 Mode5 到 Mode6 轉(zhuǎn)換的 過程中 buck變換器按操作步驟的順序?qū)^電器的的控制操作，之后的 SW1 及 SW3 的是由 boost 控制器控制的，程序中函數(shù) Send_Mode_to_boost(6)即向 boost 控制器發(fā)送下一步要轉(zhuǎn)換的模式， boost 變換器接收到后進行轉(zhuǎn)換到 Mode6 的相關(guān)操作，此時系統(tǒng)進入了 Mode6,然后向 buck 變換器發(fā)送模式數(shù)據(jù)告知模式轉(zhuǎn)換的操作已完成， buck 變換器接收到后，將指示模式的標志數(shù)據(jù)置為 6，這樣便可控制系統(tǒng)有序的運行和狀態(tài)轉(zhuǎn)換。 mode = 5。 if(Get_Mode_from_boost() == 7) mode = 7。 break。 mode = 3。 buck_charge_cap_full == 1) { Mode1_Mode2()。 mode == 7 amp。 case 6: Mode6_Mode7()。 if(load_sw == OFF) { 20xx 屆湖北汽車工業(yè)學(xué)院 科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 switch (mode) { case 4: Mode4_Mode6()。 Mode7 到 Mode4 的轉(zhuǎn)換條件是當前工作模式為 Mode7，同時電機負載控制開關(guān)量閉合。此時，檢測系統(tǒng)是否滿足狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件 與結(jié)果 。 Buck 變換器單片機控制系統(tǒng)向 boost 變換器單片機控 制系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，指示系統(tǒng)狀態(tài)的切換， boost 接受到數(shù)據(jù)，進行相應(yīng)的繼電器狀態(tài)切換，同時 boost 變換器工作時，檢測系統(tǒng)的電壓電流數(shù)據(jù)，滿足狀態(tài)切換條件時，自身進行相應(yīng)的繼電器狀態(tài)轉(zhuǎn)換，同時向 buck 變換器單片機控制系統(tǒng)發(fā)送狀態(tài)信號，進行相應(yīng)的繼電器狀態(tài)轉(zhuǎn)換，完成系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。該單片機軟件開發(fā)環(huán)境采用的時 CodeWarrior 這一款軟件， 該軟件包括構(gòu)建平臺和應(yīng)用所必須的所有主要工具： IDE、編譯器、調(diào)試器、編輯器、鏈接器、匯編程序等。 電壓電流采樣模塊 輸入電流采樣電路如下： 圖 輸入電流采樣電路圖 [8] 20xx 屆湖北汽車工業(yè)學(xué)院 科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 該電流采樣電路首先由 LTC6101芯片進行電流一級放大，再通過后面的運算放大器進行進一步的電流放大。 ] 控制器 DCDC 變換電路 DCDC 變換電路不僅轉(zhuǎn)換效率很高，而且可通過對半導(dǎo)體開關(guān)通 斷時間控制來控制輸出的電壓電流，可方便調(diào)節(jié)輸出功率，調(diào)節(jié)光伏電池的輸出供率，追蹤最大功率工作點 [6]。 獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計 光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計要本著合理性、實用性、高可靠性和高性價比（低成本）的原則。其主要結(jié)構(gòu)由太陽能電池組件（或方陣）、蓄電池（組）、光伏控制器、逆變器（在有需要輸出交流電的情況下使用）以及一些測試、監(jiān)控、防護等附屬設(shè)施構(gòu)成。 此過程僅 SW6 狀態(tài)發(fā)生變化，操作步驟：斷開 SW6 （ 3） Mode4 轉(zhuǎn)換到 Mode6，即電機啟動模式進入制動模式，此時 SW1， SW3， SW5 狀態(tài)發(fā)生變化。操作步驟： ① 斷開 SW1 ② SW3 接觸點 2 （ 6） Model3 轉(zhuǎn)換到 Model7，光伏電池經(jīng) boost 變換器給超級電容充電切換到 停止模式 。操作步驟： ① 合上 SW2 ② SW7 接觸點 6 （ 2） Mode1轉(zhuǎn)換到 Mode2，即光伏電池經(jīng) buck變換器給超級電容充電切換到經(jīng) boost20xx 屆湖北汽車工業(yè)學(xué)院 科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 變換器給鉛酸電池充電 。 負載不工作時： 圖 負載不工作時系統(tǒng)所有可能模式轉(zhuǎn)換圖 負載不工作時，系統(tǒng)啟動之后，進入充電模式，首先工作于 Mode1，即光伏電池通過 buck 變換電路對超級電容充電。圖 為該模式下能量流向圖。圖 描述了該工作模式下能量的流向。充電完成時，若未檢測到系統(tǒng)充電控制開關(guān)斷開，系統(tǒng)切換到下一充電模式，否則系統(tǒng)退出充電狀態(tài)。如此，必須清楚系統(tǒng)所有可能的工作模式，及各個工作模式之間的正確切換。此時，鉛酸電池與超級電容并聯(lián)給負載供電，同時光伏電池通過 boost 變換器給負載供電， boost 變換器此時的工作狀態(tài)由其單片機控制電路調(diào)節(jié)至恒壓模式 。 針對電機負載的 4 種工作狀態(tài)，負載不工作、負載啟動、負載穩(wěn)定運行及負載制動。本設(shè)計中用到了buck， boost 變換器，主回路的連接使用繼電器控制，繼電器則采用單片機控制， buck，boost 變換器均有一塊單片機控制，兩塊單片機之間可相互通信，來控制電路的工作狀態(tài)。正常運行時 ,由蓄電池提供所需能量 ,采用升壓斬波驅(qū)動。在以后的幾年內(nèi) ,復(fù)合電源的研究必然會引起人們的高度重視。同時在如今能源越來越短缺的今天，太陽能作為一種清潔的、取之不盡用之不竭的能源，用做復(fù)合電源系統(tǒng)中的能量源也十分有利于能源的利用和環(huán)境的保護。 關(guān)鍵詞 ： 復(fù)合電源；超級電容 ；鉛酸電池； 光伏 控制系統(tǒng) 20xx 屆湖北汽車工業(yè)學(xué)院 科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） Abstract The hybrid power control system was researched in this paper. The hybrid power system constituted by the battery and the ultracapacitor can bine the advantage of the high energy density of battery and the high power density of ultracapacitor. Ultracapacitor can provide strong current when then motor load is starting in order to avoid the strong current discharge which can destroy the battery and to extend battery life. The feedback of strong current can be absorbed by the ultracapacitor when motor is braking in order to implement the energy recovery and protect the battery from the impact of the strong current. The research in this paper can be used as the initial exploration of hybrid power control system. Based on the understanding of the characteristics of hybrid power system, what the control system of hybrid power is required to plete the task is known. According to the control target of hybrid power system, the specific control methods is formulated, Simulation test is taken for the control methods in practical platform of certain, and some part of the work mode of system is analyzed in the actual test. Key: Composite power supply。 畢 業(yè) 設(shè) 計（ 論 文 ） 課題名稱 基于光伏發(fā)電的復(fù)合電源控制系統(tǒng)設(shè)計 系 部 電氣工程系 專 業(yè) 自動化 班 級 xxx 學(xué) 號 20xxxxxxx 姓 名 xxx 指導(dǎo)教師 xxx 20xx 屆湖北汽車工業(yè)學(xué)院 科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要 本文對復(fù)合電源的 光伏 控制系統(tǒng)進行研究。 ultracapacitor。 復(fù)合電源在電動汽車上的應(yīng)用 ,具有重要意義 ,使得對復(fù)合電源的控制系統(tǒng)的研究有著重要的意義。 在國外 ,復(fù)合電源作為電動汽車電源裝置已經(jīng)有原型車問世 ,不少企業(yè)及機構(gòu)的研究已經(jīng)取得了一定的進展。 ISE 公司將 Maxwell 的超級電容整合到汽油、柴油和燃料電池混合動力車之中。 PWM 控制電路的核心采用的是 TL494。分析系統(tǒng)的工作模式，能量流向。 ③電機負載穩(wěn)定工作： 電機正常工作時，由光伏電池通過 boost 變換器及鉛酸電池共同給負載供電。以下部分主要介紹系統(tǒng)的各種工作模式的模式框圖及工作單元。 Mode3： 光伏電池經(jīng) boost 變換器給超級電容充電的工作模式，圖 描述了該工作模式的能量流向。 圖 能量流向圖 該工作模式下，由于電機啟動電流較大，需要超級電容為其提供啟動過程中所需的大電流，電機啟動過程結(jié)束，進入穩(wěn)定運行狀態(tài)時，將超級電容從電路中切除，轉(zhuǎn)換到另一工作模式。 圖 能量流向圖 當系統(tǒng)各模塊均不工作時，系統(tǒng)處于停止模式，記該 模式為 Mode7。 buck 變換器對超級電容的充電完成時，系統(tǒng)切換工作模式，進入 Mode2，即光伏電池通過 boost 變換器對鉛酸電池充電。 該轉(zhuǎn)換過程 SW1， SW2， SW3， SW7 狀態(tài)均發(fā)生了變化。 該轉(zhuǎn)換過程 SW1， SW4， SW7 的狀態(tài)發(fā)生變化。操作步驟： ① 斷開 SW5 ② 斷開 SW1 ③ SW3 接觸點 2 （ 4） Mode5 轉(zhuǎn)換到 Mode6，即電機穩(wěn)定運行到制動模式，此時 SW1， SW3， SW5，SW6 狀態(tài)發(fā)生變化。 太陽能電池方陣吸收太陽光并將其轉(zhuǎn)化成電能后，在防反充二極管的控制下為蓄電池組充電。做到既能保證光伏系統(tǒng)的長期可靠運行，充分滿足負載的用電需要，同時又能使系統(tǒng)的配置最合理、最經(jīng)濟，特別是確定使用最少的太陽 能電池組件功率和蓄電池的容量。本課題采用的是 buck 和 boost 變換電路。同時這里結(jié)點 I_OUT2接 PWM 控制電路形成一個閉環(huán)以穩(wěn)定輸出電流。 它是一個單一的開發(fā)環(huán)境，在所有所支持的 工作站 和個人電腦之間保持一致。繼電器 SW2,SW5,SW6,SW7 由 buck 變換器上單片機控制系統(tǒng)控制，SW1,SW3,SW4 由 boost 變換器上單片機控制系統(tǒng)控制。 Mode7 到 Mode1 的轉(zhuǎn)換條件是 buck 變換器控制開關(guān)量閉合，當前工作模式為 Mode7同時系統(tǒng)充電結(jié)束標志為 0 即系統(tǒng)指示充電為完成。 Mode4 到 Mode6 的轉(zhuǎn)換條件是當前工作模式為 Mode4，同時電機負載控制開關(guān)量斷開。 Send_Mode_to_boost(6)。 mode = 7。amp。 Send_Mode_to_boost(2)。 } else if(mode == 3 amp。 case 2: Send_Mode_to_boost(7)。 break。 20xx 屆湖北汽車工業(yè)學(xué)院 科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計