太阳能混合直流电源中MPPT和PFC技术的研究【荐】.pdf

分类号 密级 学校代码10542 学号201102181602 太阳能混合直流电源中MPPT和PFO技术的 研究 ResearchoftheMPPTand PFC intheSolar DCPower Hybrid Supply 研 究 生姓名 邵添 指导教师姓名、职称 彭可教授 学 科 专 业 电路与系统 研 究 方 向 嵌入式系统开发与应用 湖南师范大学学位评定委员会办公室 --o一四年五月 摘要 随着全球经济的快速发展，有限的煤、石油、天然气等化石能源 已经无法满足人类的发展需要，为了避免出现能源危机，必须大力开 发可再生的新能源。太阳能是一种清洁、高效且用之不竭的太阳光辐 射能量，但光伏电池的输出受外界环境和负载的影响较大，为了充分 利用太阳能，提高光伏电池的利用效率，需要在太阳能供电系统中加 入辅助电源并且对光伏电池进行最大功率点跟踪。 本文综合了光伏发电技术、最大功率点跟踪技术和功率因数校正 技术，研制出一套节能高效的太阳能混合直流电源装置，它由太阳能 光伏、蓄电池、AC／DC电源三者集成，实现了电能来源的多样化， 可自动无扰切换。同时它还具备MPPT、PFC和实时监控等功能。针 对此太阳能混合直流电源的设计，本文所做的工作如下： (1)详细阐述了太阳能发电技术和MPPT的基本原理，分析和 比较了恒定电压法、扰动观察法和电导增量法三种MPPT算法，总结 各算法的优缺点，提出了适合本课题的跟踪算法一一恒定电压启动结 合扰动观察算法。对常用的DC／DC变换器进行分析，然后根据本系 统的实际要求选择合适的变换电路和主控制芯片，完成硬件电路参数 设计，选择合适的电子元器件，制作电路板，搭建一个120W的光伏 发电系统。 (2)分析了功率因数校正的基本原理，对PFC的主电路拓扑和 控制方法进行了详细分析和比较，最终确定了适合本系统的功率因数 制芯片设计了一个基于平均电流模式控制的APFC实验装置，其输出 功率为lkW，给出了PFC电路的详细设计步骤和具体参数的计算过 程。 (3)研究了如何快速无扰切换三种电源，保证混合电源能24小 时不间断的给负载提供稳定可靠的电能，并提出了实现控制的切换算 法，对太阳能混合直流电源系统中的智能自动无扰切换控制器进行设 计。 测试，并对实验结果进行分析，然后对混合直流电源进行集成联调。 关键字：太阳能光伏，最大功率点跟踪(ⅧPT)，功率因数校正(PFC) Abstract the limitedfossil Withthe of developmentglobaleconomy，the rapid unabletomeetthe as havebeen fuelssuch coal，oil，naturalgas needsofhuman ordertoavoidan crisis， development beings，in energy wemust newandrenewable