【正文】 寅較癱的效率。這囂侯蓍電遺黲受恕戇力魄較強，攀簽荔蒺蓼。 式中，ｔ為殲關控制周斕，ｔ時為每個羧颥周期內＿開莢的持續(xù)關斷辯游，Ｄ為 開必管Ｔ導通的婀空比。有降低趨勢時，電容向負 載Ｒ放電，維持Ｕ。線性增加，電能以 磁能形式儲存在電感線圈Ｌ中，此時負載Ｒ供電靠電容Ｃ放電，Ｒ上流過電流Ｉ。鎳氫蓄電池、燃料電池以其無污染的特點將成 為未來太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要伙伴。 一般蓄電池的過電倪和內阻很小，蓄電池的容量和壽命是蓄電池的主要參數(shù)， 它們受充電方法的影響緞犬。例如對予６．５Ａ?ｈ的蓄電池，０．１Ｃ的放電電流的 實瓣袋為０．１６。蓍瞧涎囊孽經鼴臻耩蠢： ∞容鬃襲零囂懣法襲態(tài)滿耄酌繁況下豹鎊纛多少，禳放電毫浚與墩電時愆 鮑黎積來襲承，雄位為安對（Ａｍ）。工鬟上饅臻熬太羯畿壤洼投是太耀戇憋涎使翔熬熬零攀元，葵埝爨電壓～ 救在十豇至熙卡譙莊纛。 （４）最大輸出工作電壓、ｋ：在給定溫度照度下輸出最大功率時的工作電壓。 圖２．１太陽能電池的伏安特性曲線 Ｆ培．２．１ Ｖ－Ｉ ｃｈａ陽ｃｔｅ血ｎｃ ｃｕｎ，ｃ ｏｆ∞ｌ缸ｂａｔｔｃｆｙ 伏安特性曲線表明太陽能電池既非恒壓源，又非恒流源，是一種具有強烈非 線性的直流電源，輸出電流在大部分工作電壓范圍內相當恒定，最終在一個足夠 高的電壓之后，電流迅速下降為零。使得ｕ。 太陽能電池多數(shù)具有一個大面積的Ｐ．Ｎ結，當光線照射時，就可以在電池內 部產生直流電流。 （３）利用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建立逆變系統(tǒng)數(shù)學模型，進行掇制策略仿真并搭 建樣機實驗，得出結論。電力電子器件的高頻 化髭今后電力電子技術創(chuàng)新的主導方向，藤硬佟結梅的標準模塊怒器件發(fā)展的必 然憝勢。即采用微 處颼器軟｛牛智能控制和采用不問豹模塊組念，就可構成不同的電壓、波形變換電 源系統(tǒng)。 ２ 基于單片機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 波輸出的逆變技術已經相當成熟。 逆炎魄添按變換方式可勢必工頻變抉霸離頻變換。囂茲孛囂太鬻戇必莰發(fā) 電產業(yè)燕耨ｆ搔著一個大的發(fā)展，市場需求爨巨天。 對太陽麓光伏發(fā)電技術的研究始于１００多年前。在開發(fā)和使髑能源的同對，保護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。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公開發(fā)表 或未公開發(fā)表的成果。文中詳細地介紹了電壓電流雙閉環(huán)控制的原瓔和結構設計，并建立了 全耩遞交毫路豹連續(xù)狀態(tài)空闋數(shù)學模羹籀離散狹態(tài)象闥數(shù)學穰瀵，耩用 ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｍｕｌｉｎｋ對控制系統(tǒng)：ｊ｛｝行了仿真分析。本文設計并研制了一臺獨立的太陽能光伏逆變電源，結構簡單、 低成本、效率高、數(shù)字化控制及駐示，輸出呶壓的質量高，系統(tǒng)的動態(tài)響應速度 訣。 百度文庫幫手網 來就送100文庫財富值 本文由zbf106223512貢獻 pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。然后，本文詳細介紹了主電路及其參數(shù)選擇的原理及公式，并確定了 實驗用樣機的參數(shù)。ａｌｓｏｕｓｅｓｔｈｅＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍ－ 蒸文撬要 ｕｌｉｎｋ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ。 保密口 不保密ｄ（請在以上方框內打“√一） 論文作者簽名：勁．移 導師簽名：侈 日期：ａ力年；腳 基于篳片機控制的太陽能逆變電源研究 第１章緒論 １。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。中國予 １９５８年開始研究太陽能電漶，１９７１年成功地蘺次應穗予中函發(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。援嶷必捩發(fā)瑰系統(tǒng)是攀與零娥毫力系統(tǒng)穗遴藤孤立運器夔發(fā)魄 系統(tǒng)，熏驟應用于偏遠無電地區(qū)，其建設的主鬟鞠的就是解決無電閥題。 由于采嗣閉環(huán)控制穩(wěn)愿技術，矮輸出電壓非常穩(wěn)宓，受載能力強，性熊價格比高， 怒強翁幫褥釜麓源發(fā)電系統(tǒng)中蘺選產品。 隨著軟開關功率變換技術的發(fā)展，諧振變換也被應用在逆變電源系統(tǒng)中，即 構成諧振型高效逆變電源。目前，它已縫發(fā)展成為～門包含更多學科的綜合性技術學科，并在現(xiàn)代通訊。 １．５本課題的任務 續(xù)會獲上豹努輯，零課遂戇任務如下： 《１）攝據太陽能電漶輸出特性和蓄毫池靜特性，設詩蓄鬯池的充電控制方法。太陽能電 池就是利用半導體光伏效應制成，它是一種能將太陽輻射能直接轉換為電能的轉 換器件。為太陽能電池內部等 效二極管的Ｐ．Ｎ結反向飽和電流；ｋ是玻爾茲曼常量，Ｏ．８６１０＿４ｅＶ，Ｋ；ｑ是電子 電荷，１．６１０。則隨光的強度 呈對數(shù)關系變化。、 （２）開路電壓Ｖ０：正負極間為開路狀態(tài)時的電壓。一般譽裁瀵楚負載艨漱簸囂要，墩不使節(jié)安裝使用。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，籠英鼴獨蠢的太戳能光伏 發(fā)毫系絞運移跨，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：來進霸遺送搜用。 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）。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。ｏ ｋ／ ／一 ｅＯ Ⅲ ㈨ Ⅲ ｍ ｆ 。當負載為蓄電池時，就構成了蓄電池充電電路，將蓄電池直 接接在Ｂｏｏｓｔ電路的輸出端，通過調節(jié)蓄電池的端電壓實現(xiàn)蓄電池的充電控制，使 用單片機智能控制方法，可以實現(xiàn)蓄電池的智能化充電控制和充放電能量管理。當圖２．４中開關管 Ｔ關斷時，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磁能轉化成的電壓Ｕ。仍然是連續(xù)戇。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電池進行充電控制。電路中的ｃ２，Ｒ５為二極管Ｄｌ的吸收回路：Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４與Ｃ３，ｃ４，ｋ構成功 率ＭＯＳＦＥＴ管的關斷吸收回路；＆，Ｄ。 ３．２邀變主鬯路架構及鞠雒 遞交圭電路舞矜結擒奎黌鴦壘橋、率褥、攫挽等絡鐫。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。≮瑟會綏其蒙理： 強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Ｃ作一水平線，從而得到與三角波的交點Ａ、Ｂ，并以此決 定脈寬。 缸衄 鶩３．３攀綴性ＳＰＷＭ調制方法愛ＳＰＷＭ渡形 Ｆｉｇ．３．３ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆｓｉｎｇｌｅ ｐｏｌｅ ＳＰＷＭ ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ ａｎｄ ＳＰＷＭ ＷａＶＣ 采囂琢理及詩算公式：為絳涯主電路彈關器｛孛豹安余工揮，必綏使掰調割的 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器件的導通時 間ｔ。一Ｍ ｓｉｎｏｊ?Ｌ （３．２） 式孛ｔ蔻三麓載波豹蹋麓。中，可得 ｌ替 第３章逆搬系統(tǒng) ｕ。 在數(shù)字控制中用單片機產繳ＳＰＷＭ波形正是基于上述的采樣原煺和計算公 式。 軟磁毒｜糕是瓣牲器終豹耄簧綴殘都分，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。高，曩｜ｊ繞 組匝數(shù)可以減少，銅損也隨著減少。 《◇鞍蹇夔囂里轟爨爨燾是磁毪耪籽失去戳蠖魏瀑痙。工作時的最大磁感應強度Ｂ。與Ｂ，之閫變化，如圖３．５所示。于是魏懿遂交轎轅密實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。 第３章逆變系繞 根據以上公式計算出鐵心應具備的截面積一窗口面積后，可以在生產廠家提 供的產赫手髓中查找合適的鐵心，使其形狀和尺寸滿足要求。ＨＴ 式中 ｕ，一繞組電壓幅德； ｄｔ （３。： （３．１５） Ａ。 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。函筵焱選擇鐵心終梅笈繞鑭交囂囂辯，應盡熬減少瀛戇。 （３）菠確安攤繞組極憔，躐小它們之闡的電使黧。實醞上，濾波融『丑ｊ常數(shù) 越大，不僅濾波電路的體積和煎量過大，而且濾波電路引起的相位滯臌變大，采 震耀環(huán)潑影反饋控裁孵，整今系絞戇穩(wěn)定瞧越茇。Ｌ和Ｃ的 基丁單片機控制的太陽能逆變電源研究 選取都很重要。 ３．６全橋型逆變主電路元器件參數(shù)的確定 ●逆變器的主要技術指標： １）輸入電壓：１２Ｖ，ＤＣ（輸入范圍為１０．５—１５Ｖ） ２１輸出電壓：２２０Ｖ／５０Ｈｚ，ＡＣ ∞輸出電流：最大１．５Ａ（有效值） ４１額定容量：３００ＶＡ ５）全橋逆變開關頻率：２０ｋＨｚ ●高頻升壓變壓器參數(shù)的確定 （１）匝數(shù)比七 當系統(tǒng)調制度Ｍ＝Ｉ時，直流輸入電壓最小值ｕ。選取３Ａ／ｒａｍ２，幫３１０５Ａ／ｍ２；褰囂湊寵系數(shù)鼙。 （４）繞組導體截面二次繞組的導體截馘積： 基于單片機控制的太Ｈｌ能逆變電源研究 Ａｃ２ ２ １３．５ｘ１。根據磁芯的窗口面積，裁減合適的紅殼紙，注意邊沿的 固定和裕量。工籜手愛 向輸出比較時則正好相反。ＴＩ琦嗍坡上的小橫條表承ｏｃａｏ－垮ＴＣｌＷＩ＂０的 比較匹配。此模式基予雙斜坡操作。具體的時序圖為圖３．７。轢惑鬟像囂都霉產壘孛凝。就是說，下降斜坡的長度取決予上～＋ＴＯＰ值，ｉ酊上升斜坡的 就不對稱了?！玻危裕希? ， ‰瓣 變鬃Ⅳ表示預分頻因子（１、８、６４、．２５堿１０２４）。／４。 啦串杼強設羧Ｅｌ－ＳＰＩ ?全雙麓，３線同步數(shù)撰傳輸 ?主梳域獲鞔操作 ?ＬＳＢ露龍發(fā)送或ＭＳＢ熏ｊ＂先發(fā)送 ?７種Ｗ編程的比特率 簧埝縫寐串叛標志 ?寫磁撞標志檢測 ?可以獲潮囂模式嚷醺 作為童機時具有倍速模式（ｃ１０２） ＭＳＢ ＭＡＳＴＥＲ ＳＨＩＦＴ Ｌ蕊Ｂ ”Ｓ８ 一＠８ＩＴ ｌ ｋ ＲＥＧＩＳＴＥＲ｜ Ｊ 塒ｌＳ０ 酗｝Ｓ０ ＳＬＡＶＥ ＬＳｅ 《｜＠ＢＩＴＳＨＩＦＴＲＥＧＩＳＴＥＲ融 Ｌ Ｊ Ｍｏ鬟 期ＯＳｌ ｋ Ｊ Ｌ ∞ｌ ｌ Ｉ。若ＴｏＰ像特不變，那么這兩種點作模式實際沒裔區(qū)別。否則ＴＣＮＴｌ 與ＯＣＲｌｘ不會豳現(xiàn)院較匹配。圖審穰襖豹骶：暇ｌ表示這是載透籀城操作。在一般的比較輸出模式下， 當計時囂舯Ｐ計數(shù)辯罄ＴＣＮＴＩ等ＯＣＲＩｘ囂配，ＯＣｌｘ將清零為繇電平；褥在計露 魄較輸島隧嬲正好相愛。 王籜予糖位移委Ｐｗ∽漠式耩孝，院較攀元可跌簌ｏＣｏ弓｜辯產囊Ｐｗ黼菠形：將 ＣＯＭ０１：０設鼴為２，產擻普通相位的ＰＷＭ；設罱ＣＯＭ０１：０為３，產生反向ＰＷＭ信號。相繾修ｉＥＰＷＭ模式的薹＇ｗＭ精度固定為８魄特。 ●輸出交流濾波器參數(shù)的確定 曠去ｍ０．１２，ｔ ｋ＝３４ ｘ２００００ 經反復多次選取參數(shù)進行實驗后，實際電路中濾波電感取值２ｍＨ，濾波電容 選取瓤Ｆ。２ ２≈０．７０ｒ７蚴２ 一次繞組的導體截面積： Ａ。Ａ，≥五聶謚，ｉ瓦３云３０石ｉ誦麗ｍ‘一５．５ｘ１０。７６?６．６６Ｖ 采用輸出電壓反饋控制，變壓器副邊電臌穩(wěn)定在２２０Ｖ，則原副邊暾數(shù)比ｋ為： ｌ【：２２＿００。而且濾波電感加 大，一定負載下的系統(tǒng)阻尼加大，系統(tǒng)的控制穩(wěn)定性增加。因此， 選掭濾波囂參數(shù)薅，黌綜會考薅這囂方莛瓣因素。螃 逆變橋輸出脈寬調制波中的高次諧波難要分布在開關頻率附近，為了獲得良 好的輸?shù)哦哲b正弦波形，盛須利鼴ＬＣ低邋濾波器演除開關頻率附近麴舞次諧波。 （２）減小繞綴簿度，增翻繞綴商度。高頻電流通 避嚳線辯總是戇國予麩表瑟滾遙，這會毽等線瓣有效流ｌ：霞瑟狠減奎，勢嫠導線茨 交、瀛等效阻抗滋逮予鋸電阻。 變聰器所俄用大繞線線徑糙細非常重簧，它決定可邋過電流的大小，亦即所 栽瓣供麴囂數(shù)大，ｌ、麴暴選爝不當攥｜ｌ壽使炎雉囂燒毀熬魅殮。—鐵心截稀積。馕，戩怒交基器鐵，◇忑終磁塞懿交純爨黯控裁在逶當熬藏灞蠹，盈鏈繯涯 鐵心搿朋可以繞得下變魘囂的全部繞組。堡 Ｕｐ （３．１１） 考慮開必器件學通電阻影響，實際調制魔值驤及濾波電感基波疆降，突際選 擇變壓器匝數(shù)比要稍微高予上短的計算值。增大Ｂ。只有Ｂ。己降低虱常溫辯酌８０％，麗且磁 損在超過８０＂Ｃ時，已呈上升趨勢，會導致發(fā)熱上升的惡性循環(huán)，威該避免。 （２）在高頻下具有低的功率損耗損耗會降低效率，同時增加發(fā)熱。常用的離頻磁性材料是軟磁鐵氧體，本節(jié)將對其作簡單介紹： 軟磁鐵氧體具有細窄的磁滯回線，較高的磁導率，可觀的磁感威強度，較高 的電阻率，不需要像硅鋼片那樣制成薄片來降低渦流損耗。 ３．４高頻變壓器設計ｎｌ枷 魄力電子設鋸的高頻化是其發(fā)展趨勢。警萎洶８莩，爭《哇８，１ 故 瞧５， ＠６， 啪２薹魯扣ｎ儀孕＋予咖和吲ｎｋ（ｏ，ｔ ｌ；