文档介绍：摘要
太阳能是清洁无污染的可再生能源,利用太阳能是世界能源发展战略的重要内容之一,其中太阳能发电最受瞩目,而太阳能电池作为把太阳能转换为电能的功能型材料和器件已被广泛应用。本文主要阐述了光伏充电系统的设计,其中本设计中主电路采用BUCK变换器,控制电路核心采用的是TI公司电压型PWM控制芯片TL494。BUCK变换器结构简单,动态性能比较好;TL494是典型的固定频率脉宽控制集成电路,它包含了控制开关电源所需的全部功能,价格便宜。本设计中最关键的部分就是光伏电池的MPPT的控制方式,通过各种方式的优缺点比较,本课题中采用CVT(CVT:Constant Voltage Tracking)型最大功率点跟踪算法实现光伏阵列最大功率点跟踪,CVT型控制算法具有结构简单、良好的可靠性和稳定性,目前在光伏系统中仍被较多使用。
关键词:BUCK变换器;TL494;MPPT;光伏电池
目录
摘要 I
目录 II
第一章绪论 1
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2
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第二章光伏电池特性 5
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硅光伏电池的原理及其特性 5
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第三章最大功率点跟踪原理 11
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12
扰动观察法(爬山法)及其改进自适应算法 12
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恒定电压法与短路电流法: 12
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第四章充电器电路设计 15
控制芯片TL494简介 15
TL494功能特性 15
TL494管脚配置及其功能 15
TL494的极限参数 16
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主电路参数设计 18
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第五章实验结果与实验装置 23
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工作点调节实验波形 23
实验装置 24
第六章总结与展望 27
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结论 27
致谢 28
参考文献 29
附录1 总电路图 30
附录2 实物图 31
第一章绪论

随着经济的发展、社会的进步,人们对能源提出越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有能源主要有3种,即火电、水电和核电。
火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少,正面临着枯竭的危险。据估计,全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧燃料将排出CO2和硫的氧化物,因此会导致温室效应和酸雨,恶化地球环境。水电要淹没大量土地,有可能导致生态环境破坏,而且大型水库一旦塌崩,后果将不堪设想。另外,一个国家的水力资源也是有限的,而且还要受季节的影响。核电在正常情况下固然是干净的,但万一发生核泄漏,后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故,已使900万人受到了不同程度的损害,而且这一影响并未终止。这些都迫使人们去寻找新能源。新能源要同时符合两个条件:一是蕴藏丰富不会枯竭;二是安全、干净,不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种,一是太阳能,二是燃料电池。另外,风力发电也可算是辅助性的新能源。其中,最理想的新能源是大阳能。

光伏发电的国内外是一种朝阳产业,不仅拥有良好的经济前景,且随其产业化的发展,将提供越来越多的就业机会。太阳能光伏发电在国民经济中的作用和影响已越来越大,光伏发电市场发展前景相当广阔,已经引起了世界许多国家的高度重视。

日本利用其电子技术优势,大力发展光伏发电产品,其产量已经相当于全球产量的50 %以上;德、日、英、荷、美等国企业基本垄断了全球的光伏发电产品市场,出口额占世界贸易额的80 %以上。据欧盟估计,全球光伏市场将从现今的3 000 Mw 增加到2020年的70GW。(w 为峰瓦),光伏发电将解决非洲30% 、经济合作与发展组织(OECD)国家10% 的电力需求。当2010年欧洲风力发电达到约4