一种市电—太阳能互补多电压输出备用电源的设计

【摘要】：本文针对特殊用电(如野外作业用电,偏僻山野地区用电等),提出了一种市电—太阳能互补多电压输出备用电源。系统电路主要包括主回路和控制回路两大模块,实现输出多等级电压,满足不同负载的用电需求。在电路结构设计上采用了功能-原理-结构的设计思路,对系统功能进行了充分的分析,进而得出系统原理框图,对此进行系统电气原理图的设计,从而保证了系统的完整性和可靠性。 系统硬件电路前端包括市电和太阳能输入,并储能于蓄电池中；在后端,一方面,蓄电池电能经过逆变处理得到一路220v交流输出,另一方面,还设有一路24直流输出和两路12V直流输出,从而实现了系统的多路输出,满足不同负载的用电需求。在文章中,笔者分层次介绍了系统的电路拓扑结构,对多种方案进行对比选取,详细分析了主要电路的原理,并对于相关元器件的选择计算做了阐述。 本文对于系统的外装置设计也做了相应说明,通过分析计算,得出采用正方形外观设计能够最大效率地利用太阳能的结论,并就装置外观的接口分布进行了简单介绍。 【关键词】：市电-太阳能互补 多电压输出 逆变
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM912
【目录】：

• 目录5-7
• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 1 引言9-12
• 1.1 研究的背景和意义9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 拟解决的关键问题和研究目标10-12
• 1.3.1 关键问题10
• 1.3.2 研究目标10-11
• 1.3.3 创新之处11-12
• 2 硬件电路设计12-38
• 2.1 系统原理框图12
• 2.2 储能元件12-16
• 2.2.1 电池的分类13
• 2.2.2 蓄电池及其选择13-14
• 2.2.3 铅酸蓄电池工作机理14-15
• 2.2.4 蓄电池充电15
• 2.2.5 铅酸蓄电池发展趋势15-16
• 2.3 市电充电16-18
• 2.4 太阳能充电18-25
• 2.4.1 太阳能18
• 2.4.2 太阳能充电电路18-25
• 2.4.2.1 DC/DC转化器的基本工作原理19-20
• 2.4.2.2 升压电路20-21
• 2.4.2.3 IGBT驱动电路设计21
• 2.4.2.4 芯片简介21-24
• 2.4.2.5 具体实施硬件电路24-25
• 2.5 逆变及其控制电路25-31
• 2.5.1 主回路方案对比26-27
• 2.5.2 变压器27-29
• 2.5.3 控制电路29-31
• 2.6 三路直流输出31-32
• 2.7 恒流输出32-34
• 2.7.1 非正弦周期函数的谐波分析33
• 2.7.2 硬件电路实现33-34
• 2.8 基准电压34-36
• 2.8.1 TL43134-35
• 2.8.2 具体实施电路35-36
• 2.9 芯片用电电源系统设计36-38
• 2.9.1 RCC变换电路的工作原理36
• 2.9.2 具体设计36-38
• 3 相关组件的选择计算38-44
• 3.1 铅酸蓄电池的选型38
• 3.2 市电充电38-39
• 3.2.1 主回路38
• 3.2.2 控制电路38-39
• 3.3 太阳能充电39-42
• 3.3.1 太阳能电池板39
• 3.3.2 升压电路39-41
• 3.3.3 SG3525振荡频率41-42
• 3.4 推挽逆变电路42-43
• 3.4.1 主回路42
• 3.4.2 控制电路42-43
• 3.5 电源系统43-44
• 4 装置设计44-47
• 4.1 外观设计44-45
• 4.2 太阳能板布局45-47
• 5 结论47-48
• 参考文献48-50
• 附录1：系统电气原理图50-51
• 致谢51-52
• 攻读研究生期间发表的论文及获得的专利52

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