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基于时分割的采样保持型最大功率点跟踪原理研究

作　者: 张明宇
导　师: 卢诚
学　校: 昆明理工大学
专　业: 电路与系统
关键词: 太阳能光伏发电能量损失时分隔最大功率点跟踪
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

太阳能的光伏发电是目前最有前景的新型发电技术,但是太阳能电池价格昂贵,且在发电过程中有各种能量损失,用最大功率点跟踪的方法使光伏电池工作在最大功率点,有效的提高太阳能电池的利用率并降低能量损失,这在很多场合都具有重大的现实意义。虽然现有的最大功率点跟踪技术已较好地提高了太阳能的吸收率,但是都存在不同的缺点。在此前提下,本文在综合分析已有技术的优缺点基础上,针对太阳能光伏电池的输出特性和恒压型负载的工作特性,提出了解决其最大功率点检测跟踪并达到最佳效果的、基于时分割的采样保持型最大功率检测跟踪电路,其特点是用时分割的方式将最大功率分析判断过程和功率转换过程分开进行,在每个转换周期中用千分之一到百分之一的时间对最大功率进行判断,并通过采样保持的方式将其锁定,而在功率转换区间以锁定的数据作为转换控制电路的给定值,控制转换主回路中主开关元件的脉冲占空比,从而实现对光伏电池的最大发电功率(也是最大效率)的控制。该方法以纯硬件方式即可实现,电路简单,无需传感器,测量参数少；系统工作时,不需要断开电路,测试的都是实时的开路电压和动态电流,前后周期相互独立,所以不会出现振荡更不会出现误判等问题,检测速度快、精度良好。没有算法介入,成本低,便于维护。该方案能很好的解决光伏发电系统工作时因最大功率点跟踪不好而产生的能量损失,从根本上提高了跟踪质量及系统效率。本文在绪论部分简要介绍了课题的背景、国内外的技术状况及研究意义,本课题的研究方向及主要工作。在此基础上对设计所涉及的电力电子技术做了简要论述,同时对需要使用的芯片及功能较重要、内部原理较复杂的元器件进行了分析和基本原理的论述。然后给出了本文的最大功率检测的思想,分两部分详细阐述：一,对最大功率检测电路的模拟电路部分进行了详细的分析和设计,对其中的乘法器电路、微分电路、比较电路等的工作原理、参数计算、芯片的选择做了较为详细的论述；二,阐述了功率转换主电路及相关电路的设计,对所设计的PWM脉冲信号的产生电路及DC/DC降压电路工作原理进行了详细分析。最后进行系统调试及波形分析,对得到的完整系统进行了测试,证明达到了本设计的预期目标,证明了电路设计的正确性。

基于时分割的采样保持型最大功率点跟踪原理研究

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