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(户用独立光伏发电系统控制电路的设计与研究) (户用独立光伏发电系统控制电路的设计与研究)

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《(户用独立光伏发电系统控制电路的设计与研究)》修改意见稿

1、“.....和储能电感滤波电容和高频变压器等器件相配合,将种持续的直流电压变换成另种直流低电压或高电压,般可分为斩波电路和隔离型电路两种类型,光伏发电系统中通常采用斩波电路,斩波电路有升压式降压式和升降压式等几种类型,。电路的结构和工作原理本文中选用升压电路,其优点是电路中的电源始终工作于连续状态,只要选择合适的电感,就能保证输入电流的连续开关管射极接地,驱动电路简单。其电路拓扑结构图如图所示。图电路拓扑结构图在主电路开关管导通期间,电源对电感充电,电容对电阻放电。在开关管关断期间,电感和电源起对电阻放电,同时给电容充电。功率开关管有导通和关断两种工作状态,当功率开关管导通时,二极管反偏截止,这样就把整个电路分开,形成两个回路。左侧回路如图所示,右侧回路如图所示。在图中......”

2、“.....电感进入充是状态由图可以看出,电容和负载电阻构成右侧回路,处于放电状态,如果电容的容量足够大,就可以使其输出电压为恒定不变的。第五章控制电路设计导通时的左侧电路图导通时右侧电路图图导通时等效电路图当开关管转为关断工作状态时,二极管处于导通状态,整个回路如图所示。整个回路由电源电感电阻串联而成,相当于图的电路突然串入了负载电阻,这样流过电感的电流下降,电感进入放电状态。此时负载两端的电压等于电源电压和电感的自感电动势的和。图关断时等效电路图设定当时间时,功率开关管导通,导通时间为导通后开关管关断,定义关断时间为,定义功率开关管的占空比为,计算公式为功率开关管导通期间,给电感进行充电,流过电感的电流变化量为功率开关管关断期间,流过电感的电流变化量为青岛大学硕士学位论文当整个系统处于稳态期间......”

3、“.....即参数计算储能电感根据表的参数,取综合以上两式得滤波电容大的输出电容可以抑制纹波,但选择过大的电容也会影响到系统的响应速度,根据图所示,导通期间,由电容放电给负载,放电电压为关断期间电源给充电,充电电压为当系统进入稳态后第五章控制电路设计则为电路输出电流,忽略线路损耗,。可允许输出电压的最大波动范围,本文中选,则有选用的输出电压为的电容。功率开关管属于电压驱动型功率器件,按制作工艺的不同可以分成沟道和道两种沟道的导通条件为栅极对源极加正向电压,导通电流从漏极流向源极沟道的导通条件为源极对栅极加正向电压,导电流是从源极流向漏极。本文系统中有两处用到,分别为电路变换器和放电控制开关。根据选用方法,变换器中端接地,选用沟道型,型号为,最大通过电流,击穿电压为......”

4、“.....选用道型,本文中选用型号为,最大通过电流,击穿电压为,导通电阻。续流二极管续流二极管选用快恢复二极管,最大正向电流为,反向耐压。控制电路设计本文中设计的光伏发电系统的工作状态分为两种情况白天有太阳光照时,光伏电池将光能转换成电能,输出功率,经由变换器给蓄电池进行充电。控制器根据采样到的蓄电池端电压电流的大小来选择变换器采用充电控制方式还是其它的充电控制方式。根据本文所选的蓄电池的充电电压,当超过时,控制器驱动功率开关,停止电路的工作,启用过充保护。当夜晚或者阴雨天没有太阳光照射或者光照强度小时,光伏电池的输出电流为零时,蓄电池开始对负载供电,蓄电池处于放电状态。当蓄电池电压低于时,主控制器驱动负载端的开关管,停止蓄电池的放电。青岛大学硕士学位论文控制电路是整个系统的核心,为了对光伏电池的最大输出功率点进行跟踪控制......”

5、“.....响应速度要快,因此系统采用先进的芯片作为主控器。控制电路主要由采样电路驱动电路芯片以及锁存器和存储器组成,其原理图如图所示。工作过程如下运用霍尔传感器对太阳能光伏电池阵列的电流和电压进行采样后送入芯片,采用霍尔传感器对蓄电池的端电压和电流进行采样后也送入芯片,然后根据软件程序对高速输出口进行控制,使其产生波,驱动电路的功率开关管,和放电控制器的功率开关管,从而控制系统电路的工作状态。图控制电路原理图芯片的主控制器控制芯片是公司推出的位的单片机,属于系列。和系列单片机相比较,增加了外设服务器,使响应外设中断的速度有了很大的提高,功耗比较低,增加了的通道数,提高了控制系统的实时性。的主要性能特点中的算术逻辑单元不采用常规的累加器结构,改用寄存器寄存器结构。第五章控制电路设计的操作直接面向字节的寄存器,消除了单片机中存在的累加的瓶颈问题......”

6、“.....可采用位动态总线配置方式,增强系统的灵活性使用灵活的转换器。有个通道的转换器,转换位数可以选择。作为转换器输出,可以直接提供个脉宽调制信号。有套效率更高执行速度更快的指令系统。可以对带符号数和不带号数进行操作。个位标准输入输出口。个中断源,个中断向量。位监视定时器。可动态配置的总线。字节的寄存器阵列和专用寄存器。个位的定时器。个软件定时器,全双工串行口。锁存器和存储器不具备内部,为了存储程序,所以外接了存储器作为外部程序存储器。的和口用作多路转换的地址数据总线,在编程方式下还用作命令地址和数据通路。为了区分不同的输入输出,系统采用锁存器。电量检测电路本系统中采样信号有路,光伏电池的输出电压输出电流蓄电池的电压和电流,这路信号都是变化的直流信号。由于系统要求的检测响应速度快,精度较高,线性度好,为了能如实的反映检测量......”

7、“.....传感器具体参数如表所示表传感器具体参数电压传感器电流传感器型号型型测量范围额定电流频率范围电源响应时间低于线性度青岛大学硕士学位论文原边内阻副边内阻匝数比本文中采用的霍尔电压传感器为型电压传感器,用于电压测量时,传感器并联连接,通过与模块原边电路的电阻得到与测量电压成比例的电流。为了保证霍尔元件工作在最佳精度范围内,应尽量使输入电阻的数值同额定电压以及原边电流对应。所选用的传感器外形特性如图所示。其中两个原边端子被测电压输入端,被测电压输入端。副边端子端,电源,端,信号输出端。公共地图霍尔电压传感器本文中选用的电流传感器为型电流传感器,传感器有三个接线端子端电源电源端信号输出端。如图所示公共地被测电流图霍尔电流传感器转换电路经过采样电路采样的四路信号全为模拟信号,需要经过转换,把模拟信号转换成数字信号......”

8、“.....如果超限会对芯片造成严重损坏。因此,传感器的输出信号必须根据芯片输入要求进行处理,之第五章控制电路设计后才能送入芯片。再者,由于霍尔传感器的抗干扰能力般,必须防止电路的异常情况,例如系统电路暂态震荡致使传感器输出过限尖波对芯片的损害,还要求信号采样电路具有对芯片的保护功能。在通道的输入端,本系统采用如图所示的输入接口电路。其中和起过载保护作用。当输入电压高于左右时,导通,输入电压被钳位在左右的水平当输入电压低于时,导通,输入电压被钳位在的水平上。电阻为限流电阻。输入端来自采样电路图输入接口电路驱动电路系统中主控制器必须产生驱动各的控制信号,但是主控芯片产生的波信号峰值电压为,输出电流般也小于,这样的弱电信号无法直接驱动升压电路,必须采用驱动电路。驱动电路除了对弱电信号进行扩大外......”

9、“.....使系统安全可靠的运行。系统中采用光耦芯片进行驱动,这样结构简单易于控制。主电路中的管的开关频率设为。由于系统运行过程中,升压电路的占空比直处于动态中,的开关时间变化比较多,这就要求驱动电路响应速度要高,而高速输出器的驱动能力有限,所以需要专门的驱动电路来保证功率管的可靠触发,控制脉冲与触发脉冲需要隔离。本文对其采用光耦隔离式快速光耦合芯片对功率开关管进行驱动,其示意图和接法如图所示。青岛大学硕士学位论文输入端信号图快速光耦合芯片系统软件设计个控制系统要正常工作,仅有硬件部分是远远不够的,还需要软件部分的配合才能构成个完整的控制系统。硬件电路是软件程序工作的基础,而软件程序能使硬件电路的功能得到充分的发挥,并实现些硬件电路所不能实现的功能,所以它们两者是相辅相成的。软件系统平台在进行软件编程时,考虑到单片机的特点......”

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