臺灣博碩士論文加值系統

本論文旨在研製獨立運轉型單相110V換流器之太陽能供電系統。在架構上由蓄電池充電器、電源切換控制器、推挽式升壓轉換器及全橋式換流器所構成。本系統使用200W太陽能模組產生直流電源，經過充電器對蓄電池儲存電能，並結合電源切換電路組成雙電源(含太陽能及蓄電池供電)系統，提供可靠的直流電力供應。利用前級推挽式直流升壓轉換電路將太陽能模組輸出直流電壓約30V升壓至165V以上，提供換流器所需的直流輸入電源。後級採用全橋式單極性換流器，運用正弦波脈寬調變技術，將直流電能轉換為市電110 V_AC之交流電源以供負載使用。最後，探討太陽能交流電源之電路特性，從工作原理、電路架構及電路模擬與實驗結果加以分析。

This paper aims to develop an independent operation single-phase 110V inverter supplied by the solar power system. The structure of system consists of the battery charger, the power supply, the push-pull boost converter and the full-bridge inverter. The system uses the 200W solar modules to generate DC power through the battery charger for storing power energy. The dual-power supplies including the solar energy supply and the battery power supply that provides the reliable DC power supply. Via the powerswitching circuit action, The push-pull boost converter supplied by the solar module power is applied to generate the DC output voltage from 30V step-up to 165V above. The full-bridge inverter with unipolar voltage switching, use a sinusoidal pulse width modulation technology, then the DC power can be converted into 110 V AC load use. Finally, explore the characteristics of the solar DC and AC circuits were explored and analyzed from the circuit structure, the working principle, and the simulation results of the circuits.

誌謝 I
中文摘要 II
ABSTRACT III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 論文架構 4
第二章 太陽能發電系統 5
2.1 太陽能電池簡介 5
2.1.1 太陽能電池的比較 6
2.1.2 太陽能電池光電轉換原理 7
2.2 太陽能供電系統分類與特色 12
2.2.1 獨立型太陽能供電系統 13
2.2.2 市電併聯型太陽能供電系統 15
2.2.3 緊急防災型太陽能供電系統 17
2.2.4 整理與討論 19
第三章 系統架構與控制原理 21
3.1 切換控制器 24
3.1.1 電路設計方法 25
3.2 返馳式轉換器 27
3.2.1 工作原理 28
3.2.2 電路設計方法 38
3.2.3 控制迴路設計 41
3.2.4 控制IC選用 43
3.2.5 輔助電源電路 45
3.2.6 蓄電池充電器 48
3.3 推挽式轉換器 59
3.3.1 工作原理 61
3.3.2 電路設計方法 66
3.3.3 推挽式升壓電路 68
3.4 全橋式換流器 71
3.4.1 正弦波脈寬調變原理 71
3.4.2 工作原理 75
3.4.3 電路設計方法 78


第四章 模擬與實驗結果 89
4.1 簡介 89
4.2 模擬結果 89
4.2.1 返馳式轉換器模擬結果 89
4.2.2 推挽式轉換器模擬結果 90
4.2.3 換流器之模擬結果 92
4.3 實驗結果 97
4.3.1 太陽能板實驗結果 97
4.3.2 切換控制器實驗結果 98
4.3.3 輔助電源實驗結果 100
4.3.4 蓄電池充電器之實驗結果 101
4.3.5 推挽式轉換器之實驗結果 102
4.3.6 單極性全橋換流器之實驗結果 103
第五章 結論與未來展望 107
5.1 結論 107
5.2 未來展望 108
參考文獻 109
附錄 － 硬體實驗照片 112

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