基于单片机控制的太阳能逆变电源研究

【摘要】：太阳能作为一种巨量的可再生能源，是目前大量应用的化石能源的主要替代能源之一，是人类可利用的最直接的清洁能源之一，因此开发利用太阳能具有重大的战略意义。本文设计并研制了一台独立的江南体育在线直播观看 逆变电源，结构简单、低成本、效率高、数字化控制及显示，输出电压的质量高，系统的动态响应速度快。 本系统包括太阳能电池直流充电系统和逆变系统两大部分。在充电器设计部分，介绍了太阳能电池输出特性及蓄电池充电特性，并在此基础上设计了两阶段恒压充电的充电策略，即实现了太阳能电池的最大功率输出，又对蓄电池进行了合理地充电。主电路以Boost电路形式实现了蓄电池充电控制的设计。 在逆变器设计部分，本文总结了通常采用的电路拓扑并比较了各自优缺点，采用了“全桥逆变+高频升压+LC滤波”的设计策略，实现电路简单、成本低、易于控制。然后，本文详细介绍了主电路及其参数选择的原理及公式，并确定了实验用样机的参数。 控制电路设计采用了双核AVR微处理器ATmega16L控制，构成主／从机模式。逆变电路采用单极性SPWM调制方式，设计了电压电流双闭环反馈控制稳定输出交流电压。文中详细地介绍了电压电流双闭环控制的原理和结构设计，并建立了全桥逆变电路的连续状态空间数学模型和离散状态空间数学模型，利用MATLAB／Smulink对控制系统进行了仿真分析。结合样机试验，得到输出电压正弦度高、稳定性好，负载突变时系统动态响应速度得到大大提高，符合了设计目的。 此外对辅助电源、保护电路以及系统抗干扰技术也做了较详细的介绍。 【关键词】：太阳能电池 逆变器 正弦波调制 反馈控制
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 太阳能利用的背景和意义10
• 1.2 江南体育在线直播观看 发电系统10-11
• 1.3 太阳能逆变电源的现状与发展11-12
• 1.4 电力电子技术现状及发展12-13
• 1.5 本课题的任务13-14
• 第2章 太阳能电池板直流充电系统14-24
• 2.1 太阳能电池及其特性14-16
• 2.2 蓄电池及其充电特性16-18
• 2.3 直流充电器设计18-24
• 2.3.1 主电路原理18-20
• 2.3.2 蓄电池充电控制策略的分析20-24
• 第3章 逆变系统24-63
• 3.1 太阳能逆变电源的设计要求24
• 3.2 逆变主电路架构及功能24-25
• 3.3 逆变控制方式25-29
• 3.4 高频变压器设计29-35
• 3.4.1 高频磁性材料29-30
• 3.4.2 高频变压器参数计算30-35
• 3.5 输出LC滤波器设计35-36
• 3.6 全桥型逆变主电路元器件参数的确定36-38
• 3.7 控制电路设计38-54
• 3.7.1 AVR微控制器介绍38-46
• 3.7.2 双核微处理器闭环控制46-48
• 3.7.3 数字 PID调节48-51
• 3.7.4 电压电流双闭环控制的原理和结构51-54
• 3.8 逆变系统的仿真研究54-61
• 3.9 实验波形61-63
• 第4章 辅助电源、保护电路及系统抗干扰设计63-71
• 4.1 辅助电源设计63-66
• 4.2 保护电路设计66-69
• 4.2.1 蓄电池的过充电、过放电保护66-68
• 4.2.2 过流保护68-69
• 4.3 系统的抗干扰技术69-71
• 结论71-72
• 参考文献72-74
• 附录A 电路原理图74-75
• 附录B 程序清单75-84
• 攻读学位期间公开发表论文84-85
• 致谢85-86
• 研究生履历86

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于AVR的双极性SPWM调制逆变技术    张路;孙志毅;何秋生;

基于模糊自适应整定PID控制的逆变电源的研究    张路;孙志毅;何秋生;

小功率光伏逆变电源的研究    袁磊

机电能量可控型电机测试系统研究    王哲

基于DSP的市电验电器设计与研究    方胜利

江南体育在线直播观看 技术的研究与发展    薛钰芝,张力,林纪宁

基于MATLAB的SPWM控制高频环节逆变器仿真研究    王诗颂;李伯全;

微机高精度调频调幅正弦波脉宽调制实时控制器    高沁翔,张晋华

电动汽车铅酸蓄电池快速充电方法的研究    毕大成,周希德

一种智能充电机充电方法的研究    程祖乐;陈滋健;

电动汽车用铅蓄电池组的智能充电    苏玉刚;夏永峰;陈强;杜伟炯;

太阳能级多晶硅标准的现状及发展    靳瑞敏;郭新峰;陈兰莉;罗鹏辉;郑小燕;

基于光伏电站数据采集与监测仪表的设计    张钲浩;陈虹;靳召东;

智能模糊充电技术的研究    刘丹伟,余海洲,黄声华

基于规则采样线性外推的准自然采样SPWM方法    毛惠丰;侯小华;施杰;陈增禄;

基于PIC单片机的智能充电器设计    罗俊;杨林;郭敬爱;

小型江南体育在线直播观看 发电系统的实现    周丽梅;薛钰芝;林纪宁;董刚;

江南体育在线直播观看 冰箱    陈观生;张仁元;

隔离开关在光伏系统直流侧的应用    曹阳;

江南体育在线直播观看 瓦片的研制    薛钰芝;刘海良;林纪宁;齐鹏远;

反型聚合物太阳能电池的研究    李福民

采用神经网络预测和变结构模糊控制的铅酸蓄电池最优充电技术研究    李敬兆

光伏阵列故障状态的识别研究    王培珍

中国光伏产业发展战略研究    李晓刚

中温制备多晶硅薄膜及相关理论问题的探讨    靳瑞敏

江南体育在线直播观看 并网发电系统的优化设计与控制策略研究    董密

新型结构异质结太阳能电池的研究    沈亮

纯电动公交充电系统关键技术研究    牛利勇

硅醇还原反应的量子化学计算研究    伍林

基于噪声的太阳能电池检测方法    彭丽娟

太阳能发电装置的研究    李金锴

基于系统科学理论的中国光伏产业演化研究    刘思佳

NiO_x/a-Si/ZnO太阳能电池研究    张国宏

河南省江南体育在线直播观看 发电发展前景的研究    郭勇

太阳能路灯系统控制器研究及设计    刘鑫

电动汽车新型车载蓄电池快速充电装置的研究    关宁

精益物流在江西光伏产业的应用研究    孔晶

电动车快速充电站的设计    杨亚北

一种改进的生成SPWM波形的等面积算法    廖晓钟,金英

基于模糊-PI双模控制的逆变电源    曹青;欧阳红林;郭建平;王坤;

光伏系统用中小功率逆变电源的现状与展望    王鹤;杨宏;

单极性SPWM的两种控制方法与过零点输出特性比较    赵青;范洪峰;吕征宇;

全桥逆变单极性SPWM控制方式过零点振荡的研究    阳岳丰;吕征宇;

基于SG3525的DC/DC直流变换器的研究    李桂丹;高晗璎;张春喜;

双闭环控制电压源逆变器外特性研究    陈良亮,肖岚,严仰光

基于单极性SPWM控制的并网逆变器的研究    孙继健;肖岚;

STM32的CAN总线中继器设计及应用    潘铜;叶小荣;张娜;范建峰;

带模糊调节的重复控制器在逆变器中的应用    李剑 ,康勇 ,陈坚

基于SPWM技术的独立逆变电源设计    宋淑苹

微机控制电机综合测试系统    李洁

逆变电源控制方案的研究与实现    李志江

一种基于单极性SPWM控制的正弦波逆变器的研究    赵青

逆变器控制及其并联技术的研究    朱志杰

基于模糊自整定PI双闭环控制的太阳能逆变电源的研制    李波

基于DSP的逆变电源研究    谢芳

光伏发电用DC/DC变换器的研究    汪令祥

蓄电池蓄能电站中1GW逆变主回路的研究    索迹

基于DSP的SVPWM逆变器的研究    孙立

单相UPS逆变器复合控制策略    兖文宇;于少娟;赵飞;

户用太阳能逆变电源的研制    张永佳

磁导式AGV自动导航车控制系统的设计    王琳华

直流微电网的能量管理研究    雷鹏娟

小功率光伏并网逆变器研究    安景

一种无动态调整过程的新型DC/DC变换技术    王云亮,Jimmie J. Cathey

高精度SPWM脉宽实时算法与脉宽控制技术    邓路明;戴述祖;陈伯时;

全桥全桥式高频脉冲交流环节DC/AC逆变器的研究    张友军

宝马E70车智能化发电机调节装置    程丽群;

铁路客车装设镉镍蓄电池方案探讨    趿允俊

也谈铅酸蓄电池的正确使用和维修    龚海云;

不间断电源(UPS)故障检修    张树弼;

新产品    黄河;

浅谈免维护铅酸蓄电池的使用与维护    付一成;梁延召;薛伟;朱庆斌;

可控硅自动充电机    李辛元;

试论蓄电池的充电设备    王者恭;

五、新蓄电池充电时为何出现泡沫?    涂宏贵

蓄电池及其充电系统的冬季维护    陈欣;

蓄电池亏电时启动的危害分析    赵同山;乔爱军;

基于电压的微混蓄电池状态监测技术    高锋;张强;严臣树;桂瀚洋;

蓄电池的使用和维护    孟德刚;

基站蓄电池使用维护探讨    刘榭;

风光互补路灯照明系统蓄电池充电控制策略研究    公维磊;马金花;方燕;

模糊理论在蓄电池充电系统中的应用    黄加祺;赵珣;张峰;

独立光伏发电系统储能新方法    孟昭渊;

谈谈影响充电控制器控制精度的几个因素    蔡建才;

一种半导体温差发电系统    陈允成;吕迎阳;林玉兰;陈忠;

混合动力燃气热泵空调系统及其关键技术的探讨    蔡亮;张小松;李应林;

蓄电池技术状况的检验技巧    湖北 肖军

车用蓄电池的使用与维护(下)    广东 肖艳

车用蓄电池的使用与维护(上)    广东 肖艳

铅蓄电池充电常规    山东 房师荣

蓄电池损坏的应急处理    励翔

简单的蓄电池充电保护电路    成都 史为 编译

铅蓄电池充电线路的连接方法和充放电循环(上)    广东 陆刚

浅谈汽车电器日常维护    重庆 李贵才 杨德清

自断电多种电流恒流充电器    武汉 王绍华

用太阳能电池给蓄电池充电的方法    河南 陈建华

用于现代电源系统的若干关键控制芯片研究与设计    章丹艳

混合动力电动代步车关键技术的研究    李正明

动力电池组SOC估算及均衡控制方法研究    张金龙

HEV锂离子电池组管理关键技术研究    吴铁洲

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

并联型混合动力汽车能量管理策略研究    舒红

纯电动公交充电系统关键技术研究    牛利勇

小型风力发电系统能量管理集成控制的研究    齐志远

质子交换膜燃料电池系统建模及其控制方法研究    李奇

镍氢电池负极关键技术研究及混合动力车用电池研制    苏耿

阀控式密封铅酸蓄电池充电芯片的研究与设计    周庆生

电动汽车蓄电池快速充电法及智能平台的研究与实现    李旸

采用光伏发电实现通信基站电源扩容的设计    王志雄

太阳能风能生物质能联合发电控制系统    陈俊

基于ARM9的蓄电池管理系统的研究    陈贵峰

移动通信基站用风能控制器研究与设计    周丽

直流低压网络智能化管理系统设计与研究    马亦军

太阳能路灯微机监控技术的研究与实现    马杰

基于Z源变换风光互补路灯控制系统研究    李文燕

通信基站新型供电系统的设计    邱镇辉