高转换效率逆变系统关键技术的研究

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世界能源的短缺和环境污染的加剧使得可再生能源的开发和利用越来越重要。任何一个国家要维持国力的稳定上升,必须保证能源供应的充足。太阳能是一种具有经济性、清洁性等优点的可再生能源,所以备受各个国家的青睐,同时太阳能发电技术也越来越成熟。太阳能电池板是有耐压和绝缘的要求,这一要求限制了光伏电池组件串联的数量,所以光伏发电系统常常采用DC/DC模块来进行升压。DC/DC变换器的性能直接影响到光伏发电系统的转换效率,所以研究高转换效率的光伏DC/DC变换器具有重要的现实意义。本论文主要是围绕光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)技术和推挽电路的漏感问题展开研究。同时基于DSPF2812数字控制技术完成DC/DC模块主电路的硬件设计,验证了文中提出的技术路线的可行性。本论文首先概述了课题的研究背景和国内外研究现状。接着对太阳能电池的特性进行了分析,同时介绍了各种MPPT的工作原理,基于对各种MPPT技术的优缺点分析比较,针对单变量电导增量法,实现一种CVT启动与单变量自适应电导增量法(INC)相结合的改进算法,通过MATLAB仿真软件验证了此方法的可行性。同时分析了传统最大功率点跟踪算法程序跑飞的原因并且提出了应对方法。然后对DC/DC推挽变换器的拓扑结构和工作原理进行了简单介绍,详细分析了DC/DC推挽变换器漏感的产生机理,阐述了变换器漏感电压尖峰的危害。基于对各种漏感处理技术的优缺点分析比较,本文实现一种使用开关管回收电路处理漏感,通过MATLAB仿真软件验证了此方法的可行性。此方法可以在一定程度上降低漏感尖峰电压对开关管的冲激以及减少漏感所引起的功耗,从而提高变换器的效率和稳定性。最后具体阐述了DC/DC推挽变换器的设计思路,介绍了PWM的实现,主要控制方案的实现,主要硬件电路的设计。并且制作完成DC/DC推挽变换器的样机,调试得到实验波形,验证了文中技术路线的可行性。
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