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1、浙江科技学院学报,第22卷第3期,2010年6月JournalofZhejiangUniversityofScienceandTechnologyVol.22No.3,June2010DOI:10.3969/j.issn.1671‐8798.2010.03.007便携式太阳能发电系统设计122郑玉珍,李武华,何湘宁(1.浙江科技学院自动化及电气工程学院,杭州310023;2.浙江大学电气工程学院,杭州310027)摘要:介绍了便携式太阳能发电系统的组成,直流变换模块和逆变模块中主电路和控制电路的设计,
2、给出了电路中各主要器件的具体参数,并给出实验结果。直流变换主电路采用带高频变压器的推挽电路、全桥整流和滤波电路。控制电路采用专用的脉宽调制集成电路芯片;逆变电路采用全桥逆变电路和滤波电路。控制电路采用AVR单片机,产生单极性正弦脉宽调制(SPWM)的控制信号,使主电路输出标准的正弦波交流电压。关键词:太阳能发电系统;直流变换电路;逆变电路;正弦脉宽调制;AVR单片机中图分类号:TM464文献标识码:A文章编号:1671‐8798(2010)03‐0186‐06Designofportablephoto
3、voltaicgenerationsystem122ZHENGYu‐zhen,LIWu‐hua,HEXiang‐ning(1.SchoolofAutomationandElectricalEngineering,ZhejiangUniversityofScienceandTechnology,Hangzhou310023,China;2.CollegeofElectricalEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:Aco
4、nstructionofaportablePVgenerationsystemwasintroduced,alongwithwhichwerethemaincircuittopologyandthedesignofcontrolsystem.Parametersofthekeycomponentsweredesigned,andtheexperimentalresultswereshowed.TheDC‐DCconverteremployedapush‐pulltopologywithhigh‐fre
5、quencytransformer,full‐bridgerectificationcircuitandfiltercircuit,whileaspecifiedPWMICwasadoptedinthecontrolsystem.ThemaincircuitofDC‐ACinverterconsistedofafull‐bridgecircuitandaLCfilter,whileanAVRSCMtooktheroleofcontrollingandproducingaunipolarSPWMsign
6、al,whichenabledtheDC‐ACinverteroutputastandardsinusoidalvoltage.Keywords:PVgenerationsystem;DC‐DCconverter;DC‐ACinverter;SPWM;AVRSCM为保护人类的生存环境,越来越多的人致力于开发可再生能源特别是太阳能的利用,太阳能发电技术得[1]到广泛的关注。便携式太阳能发电系统由太阳能电池板提供电能,输出频率为50Hz,有效值为220V,频率和幅度都稳定的正弦交流电,是一个独立的发电系统
7、,具有高效轻便的特点。该系统对手机、笔记本电脑、照相机等设备在野外的使用提供了便利,也是野外科考设备的重要电源。直流变换和逆变技术是便携收稿日期:2009‐12‐08作者简介:郑玉珍(1970—),女,浙江兰溪人,副教授,硕士,主要从事应用电子技术研究。第3期郑玉珍,等:便携式太阳能发电系统设计187[2]式太阳能发电系统的主要组成部分,国内外现有的产品大多采用逆变电路—工频变压器—滤波电路来实现电压的变换,输出波形多为方波或阶梯波,体积大,效率低,成本高。本文介绍一种体积小、效率高的直流变换和逆变技
8、术,采用先进的SPWM技术,输出与市电具有同频率、有效值为220V的正弦交流电,以满足野外作业时一般电器的使用要求。1太阳能发电系统的构成[3]独立的太阳能发电系统由太阳能电池方阵、充电器、蓄电池、直流变换器、逆变器等部分构成。太阳能电池方阵是将许多单个的太阳能电池经过串联或并联组合,并进行封装后构成的太阳能电池组件,由半导体材料制成,将太阳能转换成直流形式的电能。该直流电经过电压变换后可以直接供给直流负载使用;对多余的能量经充电器以化学能的形式储存于蓄
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