便携式光伏电源控制器及其关键技术

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为应对能源危机和可持续发展战略的要求,光伏发电技术开始被广泛应用。同时,随着电力电子技术的进步,以及社会的需求,电源开发成为科学研究的热点。太阳能是最具应用前景的可再生能源之一,光伏电池板又具有可移动性强的特点,非常有利于将光伏发电技术应用在便携式电源中。现阶段,很多便携电源存在功能单一、稳定性差等缺点。因此,从实际应用的角度出发,结合光伏发电技术的优越性,本文以便携式光伏电源为研究对象,对其电路结构、控制逻辑以及数据处理与保护进行了分析和设计。首先,论文介绍了光伏电池和锂电池的特性,光伏电池应用中的关键点是最大功率点跟踪技术,文中分析比较了几种最大功率点跟踪技术;锂电池应用中的关键点是充电控制方式,文中给出了恒流恒压和脉冲式充电方法。其次,论文对DC/DC变换器进行了建模分析。通过对BUCK电路和BOOST电路的建模,给出了DC/DC变换器的统一模型。同时,对DC/DC变换器的反馈控制回路进行了建模和传递函数的推算,为电路设计提供了依据。论文也对逆变器进行了建模,并对反馈控制中PI参数的计算给出了参考。再次,课题对整个系统内各分电路进行了设计,给出了电路原理图;利用DSP对最大功率点跟踪、充电方式的控制以及SPWM算法和PI算法进行了软件设计。对电路进行了实验验证,验证了分析方法和电路设计的正确性。最后,对便携式光伏电源的整机控制和保护部分进行了说明和电路设计。对样机进行了功率实验,实验结果表明,样机具有较好的性能。
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