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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳正雄
研究生(外文):Cheng-Hsiung Chen
論文名稱:獨立型太陽能供電系統之研製
論文名稱(外文):Design and implementation of a stand-alone photovoltaic power supply system
指導教授:劉益華
指導教授(外文):Yi-Hwa Liu
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:106
中文關鍵詞:太陽能供電系統最大功率追蹤電池充電器
外文關鍵詞:PV powerpower supply systemmaximum power trackingbattery charger
相關次數:
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本文提出一太陽能供電系統,此系統具備獨立性、高移動性與可擴充性。由於太陽能電池的輸出特性隨環境照度與溫度變化,為獲得任意條件下的最大功率輸出,本論文使用微處理器PIC16F877來實現太陽能的最大功率追蹤與系統管理,並以Matlab的模擬結果來驗證整個系統的正確性。在實現本文所提之系統時,其設計步驟與分析方法在本論文中皆有詳細的論述。所實現系統之硬體功率電路部份,包括一具有最大功率追蹤功能之電池充電器、提升電池電壓之直流/直流轉換器、直流轉交流之變流器與供應系統本身電力的輔助電源,且皆以實測波形與模型分析來驗證電路之正確性與穩定性。經由理論與模擬的驗證後,本文以PCB電路板實際製作所設計之系統,並證明此系統的可行性與有效性。
In this thesis , the controller and power circuit of a PV power supply system are designed and implemented. The proposed system has three main advantages, such as stand alone ability ,high mobility and expandable ability. Because the output energy of solar cell depends on insolation and temperature of the environment, maximum power tracking is implemented based on a PIC16F877 microcontroller. In this thesis, the detailed algorithm and analysis methods are also presented. The hardware of the proposed system includes a battery charger for maximum power tracking , a DC/DC converter for boosting battery voltage, an inverter for DC/AC conversion and an auxiliary power supply. Experimental and simulation results demonstrate the effectiveness and validity of the proposed system.
第一章 緒論
1.1研究背景
1.2研究動機
1.3章節簡述
第二章 太陽能發電系統介紹
2.1系統簡介
2.2太陽能板
2.2.1太陽能電池
2.2.2最大功率追蹤
2.2.2.1電壓迴授法
2.2.2.2功率迴授法
2.2.2.3擾動觀察法
2.2.2.4增量電導法
2.3隔離型直流對直流轉換器
2.3.1返馳式轉換器
2.3.2順向式轉換器
2.4二次電池
2.4.1鉛酸電池 ----
2.4.2鎳鎘電池與鎳氫電池
2.4.3鋰電池
2.4.4二次電池充電方法
2.5變流器
2.5.1單相全橋式變流器基本架構
2.5.2 正弦脈波寬度調變 --
第三章 獨立型太陽能供電系統分析與設計
3.1前言
3.2系統架構
3.3充電器
3.3.1返馳式轉換器為架構之電池充電器
3.3.2鉛酸電池的充放電特性
3.3.2.1充電特性
3.3.2.2放電特性
3.3.2.3過放電
3.4直流電壓轉換器
3.4.1順向式轉換器為架構之直流電壓轉換器
3.4.2減震電路
3.5補償器設計
3.5.1迴授控制的基本原理
3.5.2迴路振盪原因
3.5.3補償器
3.5.3.1迴路穩定準則
3.5.3.2迴路增益與補償器增益
3.5.3.3補償器的種類
3.6變流器
3.6.1全橋式電路
3.6.1.1變流器動態分析
3.6.2光耦合隔離電路
3.6.3 SPWM驅動信號產生電路
3.6.4濾波器
3.7輔助電源第四章 獨立型太陽能供電系統能量管理
4.1前言
4.2系統控制
4.2.1太陽能最大功率追蹤與電池充電器控制
4.2.2變流器控制
4.3程式流程
4.3.1主程式
4.3.2中斷副程式
4.3.2.1 Timer0計時中斷
4.3.2.2 Timer1計時中斷
4.3.2.3 Timer2之CCP模式
第五章 模擬與實驗結果
5.1前言
5.2太陽能板之特性模擬與實測結果
5.2.1太陽能板模擬參數
5.2.2太陽能板特性模擬結果
5.2.3太陽能板最大功率追蹤實測結果
5.3功率電路模擬與實測結果
5.3.1電池充電器模擬與實測結果
5.3.2直流電壓轉換器模擬與實測結果
5.3.3變流器實測結果
5.4電路板佈局與系統實體介紹
5.5結果與討論
第六章 結論與未來研究方向
6.1結論
6.2未來研究方向
參考文獻
附件一 正弦資料表
附件二 戶外實測照片
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