太阳能逆变电源研究

太阳能作为一种巨量的可再生能源，是目前大量应用的化石能源的主要替代能源之一，是人类可利用的最直接的清洁能源之一，因此开发利用太阳能具有重大的战略意义。本文设计并研制了一台独立的太阳能光伏逆变电源，结构简单、低成本、效率高、数字化控制及显示，输出电压的质量高，系统的动态响应速度快。 本系统包括太阳能电池直流充电系统和逆变系统两大部分。在充电器设计部分，介绍了太阳能电池输出特性及蓄电池充电特性，并在此基础上设计了两阶段恒压充电的充电策略，即实现了太阳能电池的最大功率输出，又对蓄电池进行了合理地充电。主电路以．Boost电路形式实现了蓄电池充电控制的设计。 在逆变器设计部分，本文总结了通常采用的电路拓扑并比较了各自优缺点，采用了“全桥逆变+高频升压+LC滤波”的设计策略，实现电路简单、成本低、易于控制。然后，本文详细介绍了主电路及其参数选择的原理及公式，并确定了实验用样机的参数。 控制电路设计采用了双核AVR微处理器ATmegal6L控制，构成主/从机模式。逆变电路采用单极性SPWM调制方式，设计了电压电流双闭环反馈控制稳定输出交流电压。文中详细地介绍了电压电流双闭环控制的原理和结构设计，并建立了全桥逆变电路的连续状态空间数学模型和离散状态空间数学模型，利用MATIAB/Smulink对控制系统进行了仿真分析。结合样机试验，得到输出电压『F弦度高、稳定性好，负载突变时系统动态响应速度得到大大提高，符合了设计目的。 此外对辅助电源、保护电路以及系统抗干扰技术也做了较详细的介绍。

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