便携式太阳能发电系统设计

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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