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户用太阳能逆变电源的研制
资料介绍
能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础,然而人类将面临矿物燃料枯竭的严重威胁。太阳能作为一种取之不尽的可再生能源,成为解决当前人类能源危机的一种有效途径,故对太阳能这种可再生能源的开发利用便具有了重大的战略发展意义。目前对太阳能的开发利用已经有很多方法,其中光伏发电是最有前景的一种,它可以将光能直接转化成电能供负载使用,大大的节约了能源,同时避免了对环境的污染。并且我国太阳能资源非常丰富,尤其是西部地区,为我国光伏产业的发展提供了良好的资源基础平台。
由于目前大规模光伏并网发电还有种种制约因素而无法普及,使得户用独立式小型光伏逆变电源的研制有了实际意义和市场价值。本文在这个背景下设计了一个独立光伏逆变电源系统,包括光伏电池组,蓄电池,充电电路,高频升压电路和逆变电路以及控制核心几大部分。充电电路的主要功能是在软件的共同控制下实现对蓄电池的三阶段式充电过程,同时对蓄电池进行保护,延长蓄电池的使用寿命,也就延长了光伏逆变系统的使用寿命。为了更好的利用光伏电池,本文在充电电路中加了一个Boost升压电路来进行MPPT跟踪,并采用扰动观察法进行控制。逆变部分采用了前端高频升压和全桥逆变的方案,前端高频升压电路由推挽式电路和高频变压器组成,优化了工频变压器体积大效率低的缺陷。全桥逆变电路所需要的SPWM控制信号由STC12C5410AD单片机软件编程生成,这种数字化的控制方法简化了硬件电路的结构,避免了模拟电路对波形的干扰。实时测量系统中直流电压、电流和交流电压、电流值,通过单片机AD转换回馈给控制核心,完成对各部分电路的闭环控制。
在KEIL平台上调试程序,用数字示波器测量软件生成的SPWM波形,本文设计的光伏逆变基本上可以实现上文所描述的功能,为今后的研究工作奠定了基础。
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