太阳能电池板EL测试可控恒流源研究

【摘要】：恒流源作为实现电能变换和功率传递的设备,是使各种电子仪器正常工作的重要保障。近年来,中、小功率乃至大功率恒流源技术在理论研究以及实际生产应用方面都得到了快速的发展,恒流源的智能化、高效率更是其发展的必然趋势。 随着光伏发电行业的不断发展,太阳能电池板缺陷测试的技术水平要求也越来越高。为了满足太阳能电池板破损检测装置的频繁启动,结合现有的技术,本文以“太阳能电池板EL(Electroluminescent)测试可控恒流源”为研究内容,针对太阳能电池板破损检测装置的频繁启动,介绍了一种新型专用太阳能电池板EL测试可控恒流源。本恒流源的主电路采用了单管正激型电路,由单片机产生PWM (Pulse Width Modulation)控制大功率MOSFET (metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)来实现60V、0～10A的可调恒定电流输出。该电源有过流、过压保护电路,并设有微机接口,支持远程指令控制,体积小,成本低。通过软件仿真,验证了本研究的合理性。 全文共分为六章,第一章绪论主要阐述了太阳能电池板EL测试这一课题的背景,并概述了恒流源的应用领域及其发展现状,分析了太阳能电池板EL测试可控恒流源的研究意义。第二章是对恒流源的设计方案进行选择,包括主电路的拓扑选择、单管正激型电路的基本原理以及对恒流源的控制方式的分析。第三章介绍了本恒流源的硬件系统,包括主电路的设计、控制电路的设计、驱动电路的设计、保护电路的设计以及远程控制电路的设计,并且对主电路中的各个元件的参数进行了详尽的分析计算。第四章主要对本恒流源的软件方面进行了介绍,包括PID算法原理、PWM程序设计、AD采集程序设计、恒流源与电脑之间的通讯程序设计等。第五章的内容是利用Proteus仿真软件对本恒流源进行仿真并得出结论。第六章为结论与展望,总结本文对太阳能电池板EL测试可控恒流源的设计以及展望恒流源未来发展的方向。 【关键词】：太阳能电池板EL测试 可控恒流源 单管正激型 PWM PID算法
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题的背景和研究意义9-11
• 1.2 恒流源的概述11-13
• 1.2.1 恒流源的应用11-12
• 1.2.2 恒流源的发展历程12-13
• 1.3 本文主要研究内容13-14
• 第2章 恒流源设计方案的选择14-25
• 2.1 恒流源主电路拓扑的选择14-18
• 2.2 单管正激型电路基本原理18-23
• 2.3 恒流源的控制方式23-25
• 第3章 恒流源的硬件设计25-42
• 3.1 本恒流源的总体结构25-26
• 3.2 主电路的设计26-34
• 3.2.1 EMI滤波26-27
• 3.2.2 输入整流桥27-28
• 3.2.3 主功率管28
• 3.2.4 高频变压器28-31
• 3.2.5 输入滤波电容、输入滤波电感31-32
• 3.2.6 输出滤波电容、输出滤波电感32-33
• 3.2.7 输出整流二极管、续流二极管33
• 3.2.8 采样电阻33-34
• 3.3 控制电路的设计34-37
• 3.3.1 STC12C5A60S2单片机的A/D采集36
• 3.3.2 STC12C5A60S2单片机的PWM输出36-37
• 3.3.3 STC12C5A60S2单片机的保护信号输出37
• 3.4 驱动电路37-38
• 3.5 保护电路38-39
• 3.6 串口通信电路39-41
• 3.6.1 串口通信的介绍39-40
• 3.6.2 串口通信的实现40-41
• 3.7 辅助电源电路41-42
• 第4章 系统软件设计42-51
• 4.1 PID控制算法42-45
• 4.2 主程序设计流程图45-47
• 4.2.1 系统主程序流程图45-46
• 4.2.2 PID控制算法流程图46-47
• 4.3 AD采集部分程序47-48
• 4.4 串口通信部分程序48-51
• 第5章 系统仿真51-56
• 5.1 仿真PID控制算法51-53
• 5.2 仿真主电路图53-56
• 第6章 结论与展望56-57
• 参考文献57-60
• 在读期间发表的学术论文60-61
• 作者简介61-62
• 致谢62-63
• 附：发表的论文63-68

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