【正文】 ｌ ｌ【＝ｌ代入式（３．５），可以得到輸出嘏壓靜基波囑俊，當(dāng)半個廚麓內(nèi)矩形脈 沖數(shù)Ｎ不是太少時，各脈沖的寬度６；都不犬，可以近似地認(rèn)為ｓｉｎ魯ｍ叁，因此 ‰一半驢Ｎ掣‘辯 ＠７， 囂霓輸出基波邀基幅篷Ｕ。薈ｕ“ｓ幽ｔｔ，ｋ＝１’３、扣… 其中 ｕｈ ２知ｓ訪硒ｔ ｔｄ（∞ｌｔ） 要裁Ｎ令矩影辣？串獲代襲瓣Ｈ◇霞入上式，妊須求褥霉令辣洚瓣麓始與終壹穗 位角。Ｉ｜。 ＼，捌 。ＳＰＷＭ法就是以 該縫論為瀵埝墓疆，翅躲猙賽壤按囊弦壤簿變熱麓秘正弦渡等效的ＰＷＭ渡影幫 ＳＰＷＭ渡形菠裁遂變憊鼴率殲笑器舞弱逶凝，健葜羧篷懿蒎羚毫派魏囂羧與輯豢 鏊輸懣鷯菠弦波在糖瘦囂鶼內(nèi)鶼覆積籀等，遴避敬變清裁波豹皴攀粒幅俊嬲可調(diào) 節(jié)逆炎電路輸出電壓的頻率荊幅值。綜合考慮，奉文所設(shè)計翡太陽熊 邋變彀源采麗眾轎綏梅。 第２章太167。在一定條件下近似 于最大功率點跟蹤（ＭＰＰＴ）控制，即在快速寬電階段要盡可能充分利用太陽能電 洼鬏激大霹戇懿羧蹬箋爨。２丟ｕ。串聯(lián)，以高于電源電壓 向電容Ｃ、負載Ｒ供電，電容器Ｃ流入充電電流，當(dāng)Ｕ。Ｂｏｏｓｔ電路控制過程如下：當(dāng)圖２．４中開關(guān)管Ｔ在導(dǎo)通時，Ｂｏｏｓｔ電路等效電路 如圖２．５（ａ），電源只向電感供電，在電感線圈未飽和前，電流ｉ。 ０ 圖２．２蓄電池充電特性曲線 Ｆｉｇ．２．２ ｃｈａｒｇｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ＣｕｌＮｅ ｏｆｓｔｏｒａｇｅ ｃｅｌｌ 隨著電儲能技術(shù)的發(fā)展，越來越多新的儲能方式出現(xiàn)，例如鋰電池、燃料電 池、超級電容儲能、超導(dǎo)儲能等。Ｒ為莆電池內(nèi)阻（ｏ）。 （４）放電電流就是鬻電池的輸出電流，它除了用安培來表承外，通常也用蓍 電池的容量乘以某個系數(shù)米表示。 鬻瞧瀨屬予電傀舉電漶，它觳化學(xué)中的裁化還驃所釋放蹬來酶熊量蠹接轉(zhuǎn)變 凳蠹流瞧裁。封裝蓊豹綴合體稱之兔 太陽畿電混模塊綴俘（ｍｏａｕｌｅ）；麗瓣裝薅稱之為太黼綴宅漶綴合教ｆ赫稱太陽麓嘏 漶援’。：在給定溫度照度下輸出最大功率時的工作電流。這個特性也稱為伏安特 性。 弱光條件下，因ＩＰｈ遠小于Ｉ。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要使用單晶硅太陽能電池和多晶硅太陽能電池。采用輸出￡ｃ：濾波稠雙翅環(huán)受反饋調(diào)節(jié)，確保輸出波形 豹袋麓。 現(xiàn)代電力電予技術(shù)的發(fā)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子 第ｌ牽緒論 學(xué)向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電予學(xué)方向轉(zhuǎn)變。 太陽能逆變電源的研究方向正朝著數(shù)字化控制、模塊化方向發(fā)展。剪波旃出的逆變電源墩鼯筒孳，成本低，德效率低，諧波成份犬，噪音高。 ｛，３度黻縫遂變怠源的現(xiàn)狀與發(fā)震∽蠟 太陽熊逆變器是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的重簧部件，隨著電力電乎技術(shù)和控制 理論等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷了從低頻逆變到簡頻逆變的發(fā)展，其性能得到不斷 瓷離＿鞴究驁。太陽能光伏 發(fā)噻已經(jīng)在運褰毫爨圭｜鎏囂黲魄雋建愛孛發(fā)揮了黧簧終蔫。ｊ｝ｌ｜用走生飫拄效應(yīng)原瑗話《成的太陽熊魄濾，霹將太鬻攜先能蠢鑲轉(zhuǎn)換成毫懣 加以利用，成為光～電轉(zhuǎn)換，即光伏發(fā)電。中闌的能源資源儲量情況更怒 筑飄遙入，孛灝各靜一次笈源資源均羝予世界擎均承警，巾囂豹能源囂求囂瞧蘩 爨嚴(yán)薰的挑戰(zhàn)。除論文中已經(jīng) 注明引用的內(nèi)容外，對論文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明 確方式標(biāo)明。 逆變電路采用單極性ＳＰＷＭ調(diào)制方式，設(shè)計了電壓電流雙閉環(huán)反饋控制穩(wěn)定輸出 交流電壓。 ｙ １０３７２５五 學(xué) 位 論 文 基于單片機控飄羲太陽能逆變電源研究 孫鸚 ４靜簿教師 喜 ｒ＿ 肇酬海 教授 肇清學(xué)位級另《 專業(yè)名稱 一 舉碩士 電．’ｊ電子與電力傳動 ≯蠹海事大學(xué) ～＿～一…＿＿－…＿一～ 學(xué)位授予單位 中文摘黌 摘要 太陽能作為一種巨量的可稀舷能源，是目前大量應(yīng)用的化石能源的生要替代 髭源之一，是夫類霹零ｌ援豹最嶷接豹清潔黢源之一，囂藏秀發(fā)蘸躉太輟耱吳毒重 大的戰(zhàn)略意義。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 授鑭龜路設(shè)謗采瑟７雙孩ＡＶＲ鐓經(jīng)理囂ＡＴｍｅｇａｌ６Ｌ撩翻，狡藏主，麩靛模式。Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｃｌｏｓｅ ｔｏ ｐｕｒｅ ｓｉｎｅ ｗａｖｅ ａｎｄ ｈａｓ ｈｉｇｈ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ＇ｓ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈｅｉｇｈｔｅｎ ｇｒｅａｔｌｙ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｖａｒｉｅｓ ｓｕｄｄｅｎｌｙ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ａｃｃｏｒｄｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｉｍ ｏｆ ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ． Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ａｓｓｉｓｔａｎｔ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ、ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｔｈｅ ａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｓｏｌａｒ ｂａｔｔｅｒｙ：Ｉｎｖｅｒｔｅｒ：ＳＰＷＭ；Ｆｅｅｄｂａｃｋ ｃｏｎｔｒｏｌ 大連海事大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：本論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果， 撰寫成碩士學(xué)位論文：基王望垃拯控劍的太田能遭變電邃班塞：。｛太陽能利用的背景翻意義“１ 隨著經(jīng)濟熟發(fā)展、人口的增加，目前人類所利用的石油、天然氣和煤炭等化 耐能源逐步消耗，能源危機融經(jīng)展現(xiàn)在入類蘅前。 １．２太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)“‘刪 太陽能的轉(zhuǎn)換科用方式有光一熱轉(zhuǎn)羧、光一電轉(zhuǎn)羧和巍～佬學(xué)轉(zhuǎn)換簿三種方 式。從１９９６年到２０００年，中嗣太陽簸 第１章緒論 光伏發(fā)電潷論是在產(chǎn)北化方廝還是在應(yīng)用方面都取得了很大的進展。其供墩 Ｗ舷性受氣象環(huán)境、負荷等因素影響很犬，供電穩(wěn)定性也相對較差，很多時候需 要麓裝輟爨｛密存囊戇鬃案毽臻麓。 逶燮漱源鮑主電路均需婺蠢控制電路來實瑗，一般有方波移逶弦渡兩爭｝控制 方式。采用零電壓或零嗽流開關(guān)技術(shù)，開關(guān)損耗然本上可以 清除，瑟便當(dāng)殲莢頻率超過１ＭＨｚ酸上轟，電源靜效率纛不會瞪顯降低。 兔予餃器、謗霧穰、王盈蠡動像、電疆錢恁、毫力工程、國薅及菜驁蔫瑟技零提 供搿質(zhì)量、高效率、高可靠餓的電能方面超著關(guān)鍵的作用。 （２）設(shè)計逆變主電路，井采用兩片ＡＴｍｅｇａｌ６ＬＡＶＲ微處理器構(gòu)成雙核控制， 編寫軟件勞采用適當(dāng)?shù)尿?qū)動電路，對直流電壓采用ＳＰＷＭ逆變調(diào)制，產(chǎn)生 ２２０Ｖ／５０Ｈｚ豹正弦交流嘏。半導(dǎo)體材料通常是硅，太陽能電池除單晶硅太陽能電池和多晶硅太陽能 電池外，還有非晶硅太陽能電池和化合物（Ｃｄｓ，ｃ棚咀等）太陽能電池等很多種 類。１９Ｃ；Ｔ為絕對溫度；Ａ為Ｐ－Ｎ結(jié)的曲線常數(shù)。 第２章太剛能電池板直流充電系統(tǒng) 太陽能電池輸出電流一電壓特性如圖２．１所示，是指在某一確定的日照強度和 溫度下，太陽能電池的輸出電壓和輸出電流之間的關(guān)系。 （３）最大輸出工作電流ｌ。 鞭此黌將凡脖，幾十片或見酉片單體太陽熊嗽池椴攢負載需要，經(jīng)過串、并聯(lián)連 接筵束褥成綴合梅，逶遘一怒翁辮裝方弼猿藏發(fā)毫緩鬻。掰見，豢魄漶是太閹憩光鉸鏈戇的核心器 件。攀往覆量蓄鬯淑愛耱繪窶豹功率 稱為比功率，單位為Ｗ／ｋｇ或ｋＷ／ｋｇ，ｌｊ：功率也是蓄電池重要的餓能指標(biāo)之一。下 面以錨酸蓄電池為例分析其充電特性，它在充電過程中表現(xiàn)出非常復(fù)雜的輸入特 性，以一定的電流充電時，其端電壓表示如下； ＵｌＥ＋Ａｔｐ．＋Ａ單一＋ｋＲ 蔑巾，ｕ為充毫辯囂壤泡的端電壓（Ｖ），矗吼為正援扳遭嘏鍵（Ｖ），Ａｑ，為 負極掇過電位（ｖ），ｌ為充電電流（Ａ）。 ｆ ｝ 擬 雌 競 ｅＯ鼉 ■ ．｜ｌ ｝ ｜ ．｜ ‘＼ 凳ｉｉ荔；囂；…’’’ 、 柏～ ｌ ｌ ｉ 競電電ｌＥ ２０ 、＼． 競毫片癬ｆ ｈ） 。 圖２．４Ｂｏｏｓｔ電路拓撲圖 Ｆ蟾２．４ｔｈｅｔｏｐｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅＢｏｏｓｔｃｉｒｃｕｉｔ 工作原理：Ｂｏｏｓｔ電路以電感電流源方式向負載放電，實現(xiàn)負載電壓升高的目 的。與電源Ｕ。 廠一一 ｆ ｃ翻 秭 豳２．５Ｂｏｏｓｔ電路工作過程 Ｆｉｇ ２．５ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｂｏｏｓｔ ｃｉｒｃｕｉｔ 羚蘊交換器竣邂表達式為 驢擊ｕ。鬻電濁充電過程 分兔瓷器抉速寵龜過程、囊疆浮充除段： （１）當(dāng)蓄電池缺電的時候采用恒定電壓控制策略，調(diào)節(jié)開關(guān)鐐脈寬變化使得系 統(tǒng)成為一個穩(wěn)壓器，即電池扳的輸出工作點總穩(wěn)定在ｕ二附近。ｋ構(gòu)成功率ＭＯＳＦＥＴ的開通吸收回路； Ｒ７為限流電阻，為補救恒壓充電的缺點；Ｖｔ表示單片機輸出的ＰＷＭ脈沖電壓， 控制功率ＭＯＳＦＥＴ管開通和關(guān)斷對蓄電池進行充電。半耩績梅圭豢蘧予酶 聰電路；推挽淺電路需要大容量的功率ＭＯＳＦＥＴ管，而大容量的功率ＭＯＳＦＥＴ 管價格比較暴燮，并且需要設(shè)計瀨感渣放遴路。蕤藩遴交憊爨 控潮窮法露采霜ＳＰＷＭ按粼撬零，ＳＰＷＭ（Ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ＰＷＭ）法怒～耱魄較裁熬 的、目前使用較廣泛的ＰＷＭ法．采樣控制壤論巾的肖一個重蒙絡(luò)論｛ｉ中鬣相等而 形狀不劂的窄脈沖加在其肖慣燃的環(huán)節(jié)上時，其效聚基本相同。這時，由于Ａ、Ｂ兩點座落在正弦調(diào)制波的兩側(cè)，因此減少了脈寬生成誤 差，掰褥斡ＳＰＷＭ波形也裁躉準(zhǔn)確７。與關(guān)斷時湖ｔ。 假設(shè)把半個謳弦波Ｎ等分，在半個周波內(nèi)有Ｎ個脈沖，各脈沖不等寬，但中 心瓣蓬是一樣熬，都為吾ｒ耐，等子三熱載波的蠲期? １８ 基予攀片輥控制的太陽轆瀵燮電源研究 令第ｉ個矩形脈沖的寬度為６ｉ ｊ其中心點相位角為０；，由圖上可以看出，０；角 可以霹像； 瓴：三卜三三：一２ｉ－１Ⅱ Ｎ ２ Ｎ （３．３） Ｎ 因輸出電壓波形ｕ（ｔ）謳、負半波及其左、右均對稱，是一個奇次周期函數(shù)，按 傅氏級數(shù)展開可表示為 啪。＝罷羹麟ｑ吣…州 。對于閉環(huán)控制的逆變電源，為了使輸出電壓的穩(wěn)定，要隨時調(diào)節(jié)調(diào)制度Ｍ， 然囂羧據(jù)上透公式實薅謗葵毽務(wù)令弒寬。高頻鐵磁性材料按其制成品形態(tài)分類主要有 粉芯；｝ｎ帶繞鐵心兩類，其中粉芯類主要有：軟磁鐵氧俸、金屬磁粉芯（包括鐵粉 落、鍰戇韜耪芯、毫逶磁羧蕊穩(wěn)緩葵會金耪蕊）；豢繞鐵心類主簧蠢：緩莫合金、 菲晶及微晶合金。反之，銅捅增大。一黢蘩求在２００＂Ｃ璦 上，稀變壓器的工作溫度則在８０＂Ｃ左右，這對Ｂ?！叮?。減?。隆４穗妷杭礊樽兟斊鞫坞妷?，可得變 壓囂～二次綴數(shù)魄莨為 ｌ（。選擇一個合適的 ＆Ａ。１４） ＡＢ—鐵心工弦盼克誨的磁感應(yīng)焱度； Ａ。＝ｉＩ 式中 Ｉ—流過繞組的電流值； 基于犖片機控制的太閉麓逆變電源研究 ｄ，一繞組譬體的電流密度。毫頻 交壓器的交流損耗是由高頻電流的集膚效應(yīng)以及磁芯的損耗引起的。 藏少潺感瓣撰瓣主要存； （１）減少繞組匝數(shù)，選用高飽和磁密、低損耗的磁性材料做鐵心。 ３．Ｓ輸逝粒濾浚卷設(shè)詩“168。程反，濾波參數(shù)逡熬過奪，系 統(tǒng)巾的高顴分量得不到很好的抑制，輸出瞧醛不能滿足波形失糞度的要求。一般說來，加大濾波電感，可以減小流過濾波電感的電流紋波， 從而相應(yīng)減小了流過功率開關(guān)管的峰值電流，減小了器件損耗。為１０．５Ｖ，根 據(jù)式（３．８）逆變橋輸出最大電壓有效值為： ｕｐｌＩ等１７．４２Ｖ 選定逆變器開關(guān)頻率為２０ＫＨｚ，死區(qū)時間為新ｓ，根據(jù)式（３．９）死區(qū)產(chǎn)生的誤 差電壓的基波有效值為： ｕ礦鬻等－ｏ．，６Ｖ 根據(jù)式（３．１０），逆變橋輸出實際加在變壓器一次側(cè)的基波分量為： 第３章逆變系統(tǒng) Ｕｐ?７．４２—０。選?。埃? Ａ。ｘ／。 實測一次繞組電感量為８１螄Ｈ，二次繞組電感量為５４８ｍＨ。與單斜坡操作相比，載斜坡操作可獲得的最大頻率要 小。 墨｝｝孵器這ＮａＯＴ＇ｒＯＭ辯ＷＣ溢出豁客譴ＴＯＶ０鬻位戴囂愨經(jīng)莓瓣寒產(chǎn)生孛 凝。計時器灌復(fù)地從 ＢＯＴＴＯＭ計至ｑＴｏＰ，然藤又從ＴＯＰ倒退回至Ｉ］ＢＯＴＩ＇ＯＭ。圖中給出了獺使用ＯＣＲｌＡ或ＩＣＲｌ來定義ＴＯＰ值時 熬穩(wěn)像修正ＰＷＭ模式。 改變ＴＯＰ值時必須保證新的ＴＯＰ值不小予所有比較寄存囂的數(shù)德。 若要在Ｔ／Ｃ運行蹲改變ＴＯＰ馕，簸努麗稚位與顴率修磁模式代麓稿位修正模 式。 基于攀摶壤控潮豹太辯麓遂變電滋磺究 笳８使鴦ＰＷ鹺每異步操紹豹定囂重器，詩數(shù)器２ ?單通道計數(shù)器 斃較疆配霹清零定辯器（自動耋載） 無－Ｔ擾辣沖，楣位準(zhǔn)確的脈寬調(diào)制囂（ＰｗＭ） 頻率發(fā)生器 ?ｌＯ位鰣鐘預(yù)分頻器 ?溢出島比較躐配中斷潦（１Ｄｖ２與Ｏｌｃ】陀） 允誨經(jīng)蔫鄉(xiāng)｝幫豹３２ｋＨｚ學(xué)裘熬振作蠹猿立豹約糖鎊滋 工作模式同Ｔ／Ｃ０的工作模式，這里不再復(fù)述，請參照上面。 ＳＳ引腳的功能 從