基于MPPT的光伏系统充电控制器的研究
基于MPPT的光伏系统充电控制器的研究【摘要】:光伏系统充电控制器将太阳能电池输出的电能储存到蓄电池中,是太阳能电池与蓄电池连接的枢纽。如何提高充电效率是光伏系统的一项关键技术,传
【学位授予单位】:西安工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM910.6
【目录】:
- 摘要3-5
- Abstract5-10
- 1 绪论10-17
- 1.1 引言10-11
- 1.2 充电控制器的研究现状11-12
- 1.3 光伏系统的分类、应用和组成12-15
- 1.3.1 光伏系统的分类12-14
- 1.3.2 独立光伏系统的应用14
- 1.3.3 独立光伏系统的基本组成14-15
- 1.4 课题研究的目的和意义15
- 1.5 课题研究的主要内容15-17
- 2 最大功率点跟踪算法的研究17-31
- 2.1 太阳能电池的工作特性17-21
- 2.1.1 太阳能电池的种类与特性参数17
- 2.1.2 太阳能电池的等效电路17-19
- 2.1.3 太阳能电池的输出特性19-21
- 2.1.4 负载对太阳能电池输出的影响21
- 2.1.5 太阳能电池的MATLAB/Simulink的仿真研究21
- 2.2 MPPT的基本原理21-22
- 2.3 常用MPPT算法分析22-25
- 2.4 基于模糊MPPT算法的改进算法25-30
- 2.4.1 免疫模糊MPPT算法25-28
- 2.4.2 免疫模糊MPPT算法的仿真研究28-30
- 2.5 本章小结30-31
- 3 铅酸蓄电池充电算法的研究31-43
- 3.1 铅酸蓄电池三阶段动态数学模型31-32
- 3.2 外在因素对铅酸蓄电池寿命的影响32-34
- 3.2.1 充电电流32
- 3.2.2 放电电流32-33
- 3.2.3 充电电压33
- 3.2.4 放电终止电压33
- 3.2.5 温度33-34
- 3.3 光伏系统中铅酸蓄电池应用的特殊性34-35
- 3.3.1 光伏系统中铅酸蓄电池的作用34
- 3.3.2 光伏系统中使用铅酸蓄电池的特殊性34-35
- 3.4 常规铅酸蓄电池充电算法分析35-37
- 3.5 改进型铅酸蓄电池充电算法37-42
- 3.5.1 改进型三阶段充电算法的研究37-40
- 3.5.2 改进型充电算法的仿真研究40-41
- 3.5.3 过充保护41
- 3.5.4 过放保护41-42
- 3.6 本章小结42-43
- 4 光伏系统充电控制器的硬件设计43-55
- 4.1 光伏系统充电控制器的整体设计43-45
- 4.1.1 DC/DC电路拓扑结构分析43-44
- 4.1.2 系统的设计要求44
- 4.1.3 光伏系统硬件电路的总体结构44-45
- 4.2 充电控制器主电路45-48
- 4.2.1 主控芯片选择45-46
- 4.2.2 Buck电路分析46-47
- 4.2.3 Buck电路各元件参数的计算47-48
- 4.3 光伏系统充电控制器的硬件设计48-54
- 4.3.1 电源电路设计48-49
- 4.3.2 检测电路设计49-51
- 4.3.3 功率开关管驱动电路51-52
- 4.3.4 LED显示电路设计52
- 4.3.5 MCU外围电路设计52-54
- 4.4 本章小结54-55
- 5 光伏系统充电控制器的软件设计55-64
- 5.1 系统软件方案设计55
- 5.2 充电控制器的软件设计55-62
- 5.2.1 主程序模块56-57
- 5.2.2 中断程序模块57
- 5.2.3 TIM模块57-58
- 5.2.4 A/D采集的数据处理58-59
- 5.2.5 阈值判断的软件滤波59-60
- 5.2.6 A/D转换及DMA接收程序模块60
- 5.2.7 MPPT算法程序模块60-61
- 5.2.8 充电过程控制模块61-62
- 5.2.9 数据的保护与恢复62
- 5.3 软件编写中注意的问题62-63
- 5.3.1 软启动62
- 5.3.2 避免溢出现象62
- 5.3.3 截断误差62
- 5.3.4 程序抗干扰的方法62-63
- 5.4 本章小结63-64
- 6 光伏系统充电控制器的实验研究64-67
- 6.1 光伏系统充电控制器主开关管驱动波形64-65
- 6.2 光伏系统充电控制器的充电测试65-66
- 6.3 本章小结66-67
- 7 结论67-70
- 7.1 全文总结67
- 7.2 未来工作的展望67-70
- 参考文献70-73
- 攻读硕士学位期间发表的论文73-74
- 致谢74-76
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