【正文】 ｉｎｇ 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(gè)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(shí) 間ｔ。犖極性控制餃弱一對麓頻殲關(guān)，褶對于雙極性控制其有殲關(guān)損耗低，電磁干 擾小、冤丁Ｆ關(guān)頻率級諧波鐐優(yōu)點(diǎn)。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(shí)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(shí)，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。 ＼，捌 ?！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。 這種改讖型對稱規(guī)則算法的精度，明顯高于傳統(tǒng)對稱規(guī)則算法的精度，同時(shí)由于 采用了同步取樣，每半個(gè)周期中各脈寬的一致性得到保證，脈寬中心線為等間隔， 極易用微機(jī)實(shí)現(xiàn)，并且脈寬系數(shù)可以控制。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。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。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。 辯 爨３。功率ＭＯＳＦＥＴ管Ｇｉ、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４構(gòu)成全橋逆交， 掰子狡鏹每個(gè)殲關(guān)弼頹傳遞到變壓器翮邊的壹流毿量。綜合考慮，奉文所設(shè)計(jì)翡太陽熊 邋變彀源采麗眾轎綏梅。 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。瞬前獨(dú)藏太陽能光伏發(fā)電悉統(tǒng)主要應(yīng)用予邊遠(yuǎn)媲 囂，難娃維護(hù)，這就要求邋變電激具有會遵熬瞧路結(jié)構(gòu)，嚴(yán)掇的元器俘選擇，勢 要求逆變電源具備鑫種保護(hù)播施，如蓄電池充放電保護(hù)，系統(tǒng)短路保護(hù)、過流僳 護(hù)、過載保護(hù)等。出于太陽熊電池援豹價(jià)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。 第２章太167。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。 辯除段式僵蓮充逛耱瞧婦下圈２。抉邃 充電筲玨達(dá)到蓄電泡麴％～９０％弱額定容羹。在一定條件下近似 于最大功率點(diǎn)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。太陽能電池直流充電系統(tǒng)工作在充電狀態(tài)時(shí)，～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(shí)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。 ２。 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。２丟ｕ。仍然是連續(xù)戇。高于ｕ。不變。串聯(lián)，以高于電源電壓 向電容Ｃ、負(fù)載Ｒ供電，電容器Ｃ流入充電電流，當(dāng)Ｕ。當(dāng)圖２．４中開關(guān)管 Ｔ關(guān)斷時(shí)，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。由于開關(guān)管導(dǎo)通，二極管陽極接電源Ｕ。 Ｒ兩端輸出電壓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(shí)，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。當(dāng)負(fù)載為蓄電池時(shí)，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。將檢測信號送到ＡＶＲ微處理器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，控制開關(guān)管Ｇ 對蓄電池進(jìn)行充電控制及蓄電池充放保護(hù)。 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。 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。ｏ ｋ／ ／一 ｅＯ Ⅲ ㈨ Ⅲ ｍ ｆ 。充電策略對于蓄電池非常 重要，一個(gè)優(yōu)化的充電鬣略可以提高蓄電池的性能和壽命；反之，～個(gè)不合理的 充魄繁賂會｛＃常顯著豹辮｛氛蓄電ｔ逡霹爰騫爨辯鑊躅壽鑫。鎊酸蓄電池盼究嘏電流與端電壓隧寵呶時(shí)聞變化靜 夔線鱺下翟２。Ｒ為莆電池內(nèi)阻（ｏ）。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。 （６）自放電率蓄電池在不用時(shí)其內(nèi)部也會消耗能量，一般以ａ天來表示。５－－－－０．６５Ａ。 （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(gè)系數(shù)米表示。 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(shí)間所能 給爨戇羹豹丈奪，莘霞必顎瓦＞或ｋＷ（手囂）。鍘如，一個(gè)６．５Ａ＇ｈ鷯蓄漱漣，充滿之囂戳３２５ｍＡ瀵流 教敷，經(jīng)避２０ｈ麓迭穰敖穗巾盎魄垂，救瞧率蓉戳魄浚柬襲承為０。 （２）放嫩率襲零放電至中止的電流大小竣時(shí)黼快慢。 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。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。太輟憩魄滾維轉(zhuǎn)瓣轉(zhuǎn)羧效率，攀菇疆太鞭鏈彀濾雋１２％～ １５％，霧晶礁太粥熊電池為１０％～１３％，非繇硅太湖熊魄濁釉化含物半導(dǎo)體太陽 能嗽瀚（Ｃｄｓ，ＣｄＴｅ等）莛６％～９％。她外，姆若于個(gè)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。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’。一般譽(yù)裁瀵楚負(fù)載艨漱簸囂要，墩不使節(jié)安裝使用。ｃ１１），是太陽能電池的最基本單元。 （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。：在給定溫度照度下輸出最大功率時(shí)的工作電流。、 （２）開路電壓Ｖ０：正負(fù)極間為開路狀態(tài)時(shí)的電壓。 根據(jù)特性曲線可以看出太陽能電池的幾個(gè)重要技術(shù)參數(shù)： （１）短路電流ｌ。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)。這個(gè)特性也稱為伏安特 性。則隨光的強(qiáng)度 呈對數(shù)關(guān)系變化。＝壘豎ｌｎ善。５等’等；而強(qiáng)光線條件下，因Ｉｐｈ 遠(yuǎn)大于Ｉ。 弱光條件下，因ＩＰｈ遠(yuǎn)小于Ｉ。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。為太陽能電池的輸出電壓；Ｉ。實(shí)際太陽能電池總是希望輸出電流大、輸出電壓高。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。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。二是配合蓄電池的特性對充電過程控制，對蓄電池高效地充電。 “）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)。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。 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。智能功率模塊 （ＩＰＭ）和集成電力電子模塊（１ＰＥＭ）的產(chǎn)黼化推動了電力電予技術(shù)的更大發(fā)展。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。 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。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。電力電予技術(shù)對人類文明起著巨大 的推動作用。 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。 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。 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。由予開關(guān)變換器的強(qiáng)非線性，以及它具有離散和變結(jié)構(gòu) 瓣符煮，受載毪矮戇多襻毪，生電路的蔑艇妊須瀵是受載大范強(qiáng)交純，贗毒這些 使殲關(guān)變換器的控制問題和控制器的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。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。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。 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(jià)格比高， 怒強(qiáng)翁幫褥釜麓源發(fā)電系統(tǒng)中蘺選產(chǎn)品。癱頹交換邋變電浮楚逶過高頻ＤＣ－ＤＣ交換接本，鬼 將低壓崴流變?yōu)楦哳l低壓童流，經(jīng)過高頻變壓器辯壓后再整流骺離聯(lián)愨流，若對 冀遴露愛滾交換，鄂弼簿黧２２０Ｖ、５０Ｈｚ愛弦渡交滾電。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。 ｛，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。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。勢鼴光伏發(fā)電系統(tǒng)是奄嘏力系統(tǒng)連接在一起熬光鉸發(fā)電系繞， 像其能類激發(fā)電站一樣，可為電力系統(tǒng)掇供有功稍無功電熊。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。太陽能光伏 發(fā)噻已經(jīng)在運(yùn)褰毫爨圭｜鎏囂黲魄雋建愛孛發(fā)揮了黧簧終蔫。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。９０年代后耨。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。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。太瓣能纛接疆魁劐地球豹籠爨李塞，分露廣泛，霹秀叟 照不污染環(huán)境，是囂際社會公認(rèn)鮑理想罄代畿源。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)。 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。本人授權(quán)大連海事大學(xué)可以將本 學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，也可采用影印、縮印或掃 描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。 本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。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(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明 確方式標(biāo)明。ａｌｓｏｕｓｅｓｔｈｅＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍ－ 蒸文撬要 ｕｌｉｎｋ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ。 關(guān)鍵溺：太疆麓纛溲；遂奎爨；ｉＥ弦渡疆澍；裁潰控裁 葵文攮要 ＡＲｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｂａｓｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｏｉｌ ＭＣＵ’ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｓｉｍ ｉｓ ａ瓢ｇｅ ｓｅｌｆ－ｂｏｒｎ ｌ＇ｅＳｏｌｌｆｃｅ，ｉｓ黼０ ａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ｐｅｔｒｉｆａｃｔｉｏｎ ｒｃｓｏａｒｏｅ ｌａｒｇｅｌｙ ｕｓｅｄ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｃｌｅａｎｌｙ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｂｙ ｈａｓ