外文翻译---光伏系统中蓄电池的充电保护IC电路设计

外文翻译---光伏系统中蓄电池的充电保护IC电路设计
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电子与信息工程学院

本科毕业论文(设计)

外文文献翻译

译文题目:Design of a Lead-Acid Battery Charging and

Protecting IC in Photovoltaic System

学生姓名:黄祖勋

专业:电气工程及其自动化

指导教师:邓方雄

2012年12月

Design of a Lead-Acid Battery Charging and Protecting IC in Photovoltaic System

ZENG De-you,LING Chao-dong,LI Guo-gang (Yuanshun IC Design R&D Center, Huaqiao University, Quanzhou 362021,

China)

Source: Microelectronic Device&Technology,June 2007

1.Introduction

Solar energy as an inexhaustible, inexhaustible source of energy more and more attention. Solar power has become popular in many countries and regions, solar lighting has also been put into use in many cities in China. As a key part of the solar lighting, battery charging and protection is particularly important. Sealed maintenance-free lead-acid battery has a sealed, leak-free, pollution-free, maintenance-free, low-cost, reliable power supply during the entire life of the battery voltage is stable and no maintenance, the need for uninterrupted for the various types of has wide application in power electronic equipment, and portable instrumentation. Appropriate float voltage, in normal use (to prevent over-discharge, overcharge, over-current), maintenance-free lead-acid battery float life of up to 12 ~ 16 years float voltage deviation of 5% shorten the life of 1/2. Thus, the charge has a major impact on this type of battery life. Photovoltaic, battery does not need regular maintenance, the correct charge and reasonable protection, can effectively extend battery life. Charging and protection IC is the separation of the occupied area and the peripheral circuit complexity. Currently, the market has not yet real, charged with the protection function is integrated on a single chip. For this problem, design a set of battery charging and protection functions in one IC is very necessary.

2.System design and considerations

The system mainly includes two parts: the battery charger module and the protection module. Of great significance for the battery as standby power use of the occasion, It can ensure that the external power supply to the battery-powered, but also in the battery overcharge, over-current and an external power supply is disconnected the battery is to put the state to provide protection, the charge and protection rolled into one to make the circuit to simplify and reduce valuable product waste of resources. Figure 1 is a specific application of this Ic in the

photovoltaic power generation system, but also the source of this design.

Figure1 Photovoltaic circuit system block

diagram

Maintenance-free lead-acid battery life is usually the cycle life and float life factors affecting the life of the battery charge rate, discharge rate, and float voltage. Some manufacturers said that if the overcharge protection circuit, the charging rate can be achieved even more than 2C (C is the rated capacity of the battery), battery manufacturers recommend charging rate of C/20 ~ C/3. Battery voltage and temperature, the temperature is increased by 1 °C, single cell battery voltage drops 4 mV , negative temperature coefficient of -4 mV / ° C means that the battery float voltage. Ordinary charger for the best working condition at 25 °C; charge less than the ambient temperature of 0 °C; at 45 °C may shorten the battery life due to severe overcharge. To make the battery to extend the working life, have a certain understanding and analysis of the working status of the battery, in order to achieve the purpose of protection of the battery. Battery, there are four states: normal state, over-current state over the state of charge, over discharge state. However, due to the impact of the different discharge current over-capacity and lifetime of the battery is not the same, so the battery over discharge current detection should be treated separately. When the battery is charging the state a long time, would severely reduce the capacity of the battery and shorten battery life. When the battery is the time of discharge status exceeds the allotted time, the battery, the battery voltage is too low may not be able to recharge, making the battery life is lower.

Based on the above, the charge on the life of maintenance-free lead-acid batteries have a significant impact, while the battery is always in good working condition, battery protection circuit must be able to detect the normal working condition of the battery and make the action the battery can never normal working state back to normal operation, in order to achieve the protection of the battery.

solar battery array Charge controlle r controller

Discharge

DC load accumulato

r

3.Units modular design

3.1The charging module

Chip, charging module block diagram shown in Figure 2. The circuitry includes current limiting, current sensing comparator, reference voltage source, under-voltage detection circuit, voltage sampling circuit and logic control circuit.

Figure2 Charging module block diagram The module contains a stand-alone limiting amplifier and voltage control circuit, it can control off-chip drive, 20 ~30 mA, provided by the drive output current can directly drive an external series of adjustment tube, so as to adjust the charger output voltage and current . Voltage and current detection comparator detects the battery charge status, and control the state of the input signal of the logic circuit. When the battery voltage or current is too low, the charge to start the comparator control the charging. Appliances into the trickle charge state when the cut-off of the drive, the comparator can output about 20 mA into the trickle charge current. Thus, when the battery short-circuit or reverse, the charger can only charge a small current, to avoid damage to the battery charging current is too large. This module constitutes a charging circuit charging process is divided into two charging status: high-current constant-current charge state, high-voltage charge status and low-voltage driver

Voltage amplifier Voltage sampling Start amplifier State level Charging indicator Logical

module Undervoltage

detection

circuit R- power

Current

sampling

comparator Limiting

amplifier Power

indicator

constant voltage floating state. The charging process from the constant current charging status, the constant charging current of the charger output in this state. And the charger continuously monitors the voltage across the battery pack, the battery power has been restored to 70% to 90% of the released capacity when the battery voltage reaches the switching voltage to charge conversion voltage Vsam charger moves to the state of charge. In this state, the charger output voltage is increased to overcharge pressure Voc is due to the charger output voltage remains constant, so the charging current is a continuous decline. Current down to charge and suspend the current Ioct, the battery capacity has reached 100% of rated capacity, the charger output voltage drops to a lower float voltage VF.

3.2 Protection Module

Chip block diagram of the internal protection circuit shown in Figure 3. The circuit includes control logic circuit, sampling circuit, overcharge detection circuit, over-discharge detection comparator, overcurrent detection comparator, load short-circuit detection circuit, level-shifting circuit and reference circuit (BGR).

Figure3 Block diagram of battery protection This module constitutes a protection circuit shown in Figure 4. Under the chip supply voltage within the normal scope of work, and the VM pin voltage at the overcurrent detection voltage, the battery is in normal operation, the charge Sampling circuit

Over discharge detection comparator Control logic

circuit

Level conversion circuit Overcharge detection comparator

Over-current detection comparator2

Over-current detection comparator1

Over-current detection circuit Load short detection

and discharge control of the chip high power end of the CO and DO are level, when the chip is in normal working mode. Larger when the battery discharge current will cause voltage rise of the VM pin at the VM pin voltage at above the current detection voltage Viov, then the battery is the current status, if this state to maintain the tiov overcurrent delay time, the chip ban on battery discharge, then the charge to control the end of CO is high, the discharge control side DO is low, the chip is in the current mode, general in order to play on the battery safer and more reasonable protection, the chip will battery over-discharge current to take over the discharge current delay time protection. The general rule is that the over-discharge current is larger, over the shorter the discharge current delay time. Above Overcharge detection voltage, the chip supply voltage (Vdd> Vcu), the battery is in overcharge state, this state is to maintain the corresponding overcharge delay time tcu chip will be prohibited from charging the battery, then discharge control end DO is high, and charging control terminal CO is low, the chip is in charging mode. When the supply voltage of the chip under the overdischarge detection voltage (Vdd

Protecti

on

module

Figure4 Protection circuit application schematic

diagram

4.Circuit Design

Two charge protection module structure diagram, the circuit can be divided into four parts: the power detection circuit (under-voltage detection circuit), part

of the bias circuit (sampling circuit, the reference circuit and bias circuit), the comparator (including the overcharge detection /overdischarge detection comparator, over-current detection and load short-circuit detection circuit) and the logic control part.

This paper describes the under-voltage detection circuit (Figure 5), and gives the bandgap reference circuit (Figure 6).

Figure5 Under-voltage detection circuit

Figure6 A reference power supply circuit diagram

Battery charging, voltage stability is particularly important, undervoltage, overvoltage protection is essential, therefore integrated overvoltage, undervoltage protection circuit inside the chip, to improve power supply reliability and security. And protection circuit design should be simple, practical, here designed a CMOS process, the undervoltage protection circuit, this simple circuit structure, process and easy to implement and can be used as high-voltage

Biasing Referenc e circuit Bleeder circuit difference amplifier Output circuit Amplifie

r

Amplifie

r

power integrated circuits and other power protection circuit.

Undervoltage protection circuit schematic shown in Figure 5, a total of five components: the bias circuit, reference voltage, the voltage divider circuit, differential amplifier, the output circuit. The circuit supply voltage is 10V; the M0, M1, M2, R0 is the offset portion of the circuit to provide bias to the post-stage circuit, the resistance, Ro, determine the circuit's operating point, the M0, M1, M2 form a current mirror; R1 M14 is the feedback loop of the undervoltage signal; the rest of the M3, M4 and M5, M6, M7, M8, M9, M10, M11, M12, M13, M14, composed of four amplification comparator; M15, DO, a reference voltage, the comparator input with the inverting input is fixed (V+), partial pressure of the resistance R1, R2, R3, the input to the inverting input of the comparator, when the normal working of the power supply voltage, the inverting terminal of the voltage detection is lost to the inverting terminal voltage of the comparator is greater than V+. Comparator output is low, M14 cutoff, feedback circuit does not work; undervoltage occurs, the voltage divider of R1, R2, R3, reaction is more sensitive, lost to the inverting input voltage is less than V when the resistor divider, the comparator the output voltage is high, this signal will be M14 open, the voltage across R into M at both ends of the saturation voltage close to 0V, thereby further driving down the R1> R2, the partial pressure of the output voltage, the formation of the undervoltage positive feedback. Output, undervoltage lockout, and plays a protective role.

5. Simulation results and analysis

The design of the circuit in CSMC 0.6 μm in digital CMOS process simulation and analysis of the circuit. In the overall simulation of the circuit, the main observation is that the protection module on the battery charge and discharge process by monitoring Vdd potential and Vm potential leaving chip CO side and DO-side changes accordingly. The simulation waveform diagram shown in Figure 7, the overall protection module with the battery voltage changes from the usual mode conversion into overcharge mode, and then return to normal working mode, and then into the discharge mode, and finally back to normal working mode. As the design in the early stages of the various parameters to be optimized, but to provide a preliminary simulation results.

Figure7 Overvoltage and under-voltage

protection circuit simulation waveform

6.Conclusion

Designed a set of battery charging and protection functions in one IC. This design not only can reduce the product, they can reduce the peripheral circuit components. The circuit uses the low-power design. This project is underway to design optimization stage, a complete simulation can not meet the requirements, but also need to optimize the design of each module circuit.

光伏系统中蓄电池的充电保护IC电路设计

曾德友,凌朝东,李国刚

(华侨大学元顺集成电路研发中心,福建泉州 362021)

来源:微电子器件与技术 2007年第6期

1.引言

太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的能源越来越受到重视。太阳能发电已经在很多国家和地区开始普及,太阳能照明也已经在我国很多城市开始投入使用。作为太阳能照明的一个关键部分,蓄电池的充电以及保护显得尤为重要。由于密封免维护铅酸蓄电池具有密封好、无泄漏、无污染、免维护、价格低廉、供电可靠,在电池的整个寿命期间电压稳定且不需要维护等优点,所以在各类需要不间断供电的电子设备和便携式仪器仪表中有着广泛的应用。采用适当的浮充电压,在正常使用(防止过放、过充、过流)时,免维护铅酸蓄电池的浮充寿命可达12~16年,如果浮充电压偏差5%则使用寿命缩短1/2。由此可见,充电方式对这类电池的使用寿命有着重大的影响。由于在光伏发电中,蓄电池无需经常维护,因此采用正确的充电方式并采用合理的保护方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。传统的充电和保护IC是分立的,占用而积大并且外围电路复杂。目前,市场上还没有真正的将充电与保护功能集成于单一芯片。针对这个问题,设计一种集蓄电池充电和保护功能于一身的IC是十分必要的。

2.系统设计与考虑

系统主要包括两大部分:蓄电池充电模块和保护模块。这对于将蓄电池作为备用电源使用的场合具有重要意义,它既可以保证外部电源给蓄电池供电,又可以在蓄电池过充、过流以及外部电源断开蓄电池处于过放状态时提供保护,将充电和保护功能集于一身使得电路简化,并且减少宝贵的而积资源浪费。图1是此Ic在光伏发电系统中的具体应用,也是此设计的来源。

图1 光伏电路系统框图

免维护铅酸蓄电池的寿命通常为循环寿命和浮充寿命,影响蓄电池寿命的因素有充电速率、放电速率和浮充电压。某些厂家称如果有过充保护电路,充

电率可以达到甚至超过2C(C为蓄电池的额定容量),但是电池厂商推荐的充电率是C/20~C/3。电池的电压与温度有关,温度每升高1℃,单格电池电压下降4 mV,也就是说电池的浮充电压有负的温度系数-4 mV/℃。普通充电器在25℃处为最佳工作状态;在环境温度为0℃时充电不足;在45℃时可能因严重过充电缩短电池的使用寿命。要使得蓄电池延长工作寿命,对蓄电池的工作状态要有一定的了解和分析,从而实现对蓄电池进行保护的目的。蓄电池有四种工作状态:通常状态、过电流状态、过充电状态、过放电状态。但是由于不同的过放电电流对蓄电池的容量和寿命所产生的影响不尽相同,所以对蓄电池的过放电电流检测也要分别对待。当电池处于过充电状态的时间较长,则会严重降低电池的容量,缩短电池的寿命。当电池处于过放电状态的时间超过规定时间,则电池由于电池电压过低可能无法再充电使用,从而使得电池寿命降低。

根据以上所述,充电方式对免维护铅酸蓄电池的寿命有很大影响,同时为了使电池始终处于良好的工作状态,蓄电池保护电路必须能够对电池的非正常工作状态进行检测,并作出动作以使电池能够从不正常的工作状态回到通常工作状态,从而实现对电池的保护。

3.单元模块设计

3.1充电模块

芯片的充电模块框图如图2所示。该电路包括限流比较器、电流取样比较器、基准电压源、欠压检测电路、电压取样电路和逻辑控制电路。

图2 充电模块框图

该模块内含有独立的限流放大器和电压控制电路,它可以控制芯片外驱动器,驱动器提供的输出电流为20~30 mA,可直接驱动外部串联的调整管,从而

调整充电器的输出电压与电流。电压和电流检测比较器检测蓄电池的充电状态,并控制状态逻辑电路的输入信号。当电池电压或电流过低时,充电启动比较器控制充电。电器进入涓流充电状态,当驱动器截止时,该比较器还能输出20 mA 左右,进入涓流充电电流。这样,当电池短路或反接时,充电器只能以小电流充电,避免了因充电电流过大而损坏电池。此模块构成的充电电路充电过程分为二个充电状态:大电流恒流充电状态、高电压过充电状态和低电压恒压浮充状态。充电过程从大电流恒流充电状态开始,在这种状态下充电器输出恒定的充电电流。同时充电器连续监控电池组的两端电压,当电池电压达到转换电压过充转换电压Vsam时,电池的电量己恢复到放出容量的70%~90%,充电器转入过充电状态。在此状态下,充电器输出电压升高到过充电压Voc,由于充电器输出电压保持恒定不变,所以充电电流连续下降。当电流下降到过充中止电流Ioct 时,电池的容量己达到额定容量的100%,充电器输出电压下降到较低的浮充电压VF。

3.2保护模块

芯片内部保护电路模块框图如图3所示。该电路包括控制逻辑电路、取样电路、过充电检测电路、过放电检测比较器、过电流检测比较器、负载短路检测电路、电平转换电路和基准电路(BGR)。

图3 电池保护的系统框图

此模块构成的保护电路如图4所示。当芯片的供电电压在正常工作范围内,且VM管脚处的电压在过电流I检测电压之下,则此时电池处于通常工作状态,芯片的充放电控制端CO和DO均为高电平,这时芯片处于通常工作模式。而

当电池放电电流变大,会引起VM管脚处的电压上升,若VM管脚处的电压在过电流检测电压Viov之上,则此时电池处于过电流状态,如果这种状态保持相应的过电流延时时间tiov,芯片禁止电池放电,这时充电控制端CO为高电平,而放电控制端DO为低电平,芯片处于过电流模式,一般为了对电池起到更加安全合理的保护,芯片会对电池的不同过放电电流采取不同的过放电电流延时时间保护。一般规律是过放电电流越大,则过放电电流延时时间越短。当芯片的供电电压在过充电检测电压之上(Vdd>Vcu)时,则电池处于过充电状态,如果这种状态保持相应的过充电延时时间tcu芯片将禁止电池充电,此时放电控制端DO为高电平,而充电控制端CO为低电平,芯片处于过充电模式。当芯片的供电电压在过放电检测电压之下(Vdd

图4 保护电路应用原理图

4.电路设计

由两个充电与保护模块结构图可将电路分为四部分:电源检测电路(欠压检测电路)、偏置电路(取样电路、基准电路以及偏置电路)、比较器部分(包括过充电检测比较器/过放电检测比较器、过流检测比较器和负载短路检测电路)及逻辑控制部分。

文中主要介绍欠压检测电路设计(图5) ,并给出带隙基准电路(图6) 。

图5 欠压检测电路

图6 基准电源电路图

蓄电池的充电、电压的稳定尤为重要,欠压、过压保护是必不可少的,因此通过在芯片内部集成过压、欠压保护电路来提高电源的可靠性和安全性。并且保护电路的设计要简单、实用,此处设计了一种CMOS工艺下的欠压保护电路,此电路结构简单,工艺实现容易,可用做高压或功率集成电路等的电源保护电路。

欠压保护的电路原理图如图5所示,共由五部分组成:偏置电路、基准电压、分压电路、差分放大器、输出电路。本电路的电源电压是10V;M0,M1,M2,R0是电路的偏置部分,给后级电路提供偏置,电阻Ro决定了电路的工作点,M0,M1,M2组成电流镜;R1,M14是欠压信号的反馈回路;其余M3,M4,M5,M6,M7,M8,M9,M10,M11,M12,M13,M14组成四级放大比较器;M15,DO产生基准电压,输入比较器的同相端,固定不变(V+),分压电阻R1,R2,R3输入到比较器的反相端,当电源电压正常工作时,反相端的欠压检测输给比较器的反相端的电压大于V+。比较器输出为低,M14截止,反馈电路不起作用;当欠压发生时,分压电阻R1,R2,R3反应比较敏感,当电阻分

压后输给反相端的电压小于V,比较器的输出电压为高,此信号将M14开启,使得R两端的电压变为M两端的饱和电压,趋近于0V,从而进一步拉低了R1>R2分压后的输出电压,形成了欠压的正反馈。输出为高,欠压锁定,起到了保护作用。

5.仿真模拟结果与分析

本设计电路采用CSMC 0.6 μm数字CMOS工艺对电路进行仿真分析。在对电路做整体仿真时,主要观察的是保护模块对电池的充放电过程是否通过监测Vdd电位和Vm电位而使芯片的CO端和DO端发生相应的变化。图7所示的整体仿真波形图是保护模块随着电池电压的变化从通常工作模式转换到过充电模式,然后回到通常工作模式,接着进入过放电模式,最后再回到通常工作模式。由于本设计处于前期阶段,各个参数还需要优化,只是提供初步的仿真结果。

图7 过压与欠压保护电路仿真波形

6.结论

设计了一种集蓄电池充电与保护功能于一身的IC。利用此设计既可以减小而积,又可以减少外围电路元器件。电路同时采用了低功耗设计。由于此项目正在进行设计优化阶段,完整的仿真还不能达到要求,还需要对各个模块电路进行优化设计。

太阳能光伏设计方案

前言 太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分,由于它集开发利用绿色可再生能源、改善生态环境、改善人民生活条件于一体,被认为是当今世界上最有发展前景的新能源技术,因而越来越受到人们的青睐。随着世界光伏市场需求持续高速增长、我国《可再生能源法》的颁布实施以及我国光伏企业在国际光伏市场上举足轻重的良好表现,我国光伏技术应用呈现了前所未有的快速增长的态势并表现出强大的生命力。它的广泛应用是保护生态环境、走经济社会可持续发展的必由之路。 太阳能发电的利用通常有两种方式,一种是将太阳能发电系统所发出的电力输送到电网中供给其他负载使用,而在需要用电的时候则从电网中获取电能,称谓并网发电方式。另一种是依靠蓄电池来进行能量存储的所谓独立发电方式,它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合,应用十分广泛。

1.项目概况 1.1项目背景及意义 本项目拟先设计一个独立系统,安装在客户工厂的屋顶上,用于演示光伏阵列采取跟踪模式和固定模式时发电的情况,待客户参考后再设计一套发电量更大的系统,向工厂提供生产生活用电。本系统建成后将为客户产品做出很好的宣传,系统会直观的显示采用跟踪系统后发电总量的提升情况。 1.2光伏发电系统的要求 因本系统仅是一个参考项目,所以这里就只设计一个2.88kWp的小型系统,平均每天发电5.5kWh,可供一个1kW的负载工作5.5小时。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件 江阴市位于北纬31°40’34”至31°57’36”,东经119°至120°34’30”。气候为亚热带北纬湿润季风区,冬季干冷多晴,夏季湿热雷雨。年降水量1041.6毫米,年平均气温15.2℃。具有气候温和、雨量充沛、四季分明等特点。其中4月-10月平均温度在10℃以上,最冷为1月份,平均温度2.5℃;最热月7月份,平均温度27.6℃。

英文文献及翻译:供配电系统(1800字)

供配电系统 摘要:电力系统的基本功能是向用户输送电能。lOkV配电网是连接供电电源与工业、商业及生活用电的枢纽,其网络庞大及复杂。对于所有用户都期望以最低的价格买到具有高度可靠性的电能。然而,经济性与可靠性这两个因素是互相矛盾的。要提高供电网络的可靠性就必须增加网络建设投资成本。但是,如果提高可靠性使用户停电损失的降低小于用于提高可靠性所增加的投资,那么这种建设投资就没有价值了。通过计算电网的投资和用户停电的损失,最终可找到一个平衡点,使投资和损失的综合经济性最优。 关键词:供配电,供电可靠性,无功补偿,负荷分配 1 引言 电力体制的改革引发了新一轮大规模的电力建设热潮从而极大地推动了电力技术革命新技术新设备的开发与应用日新月异特别是信息技术与电力技术的结合在很大程度上提高了电能质量和电力供应的可靠性由于技术的发展又降低了电力建设的成本进而推动了电网设备的更新换代本文就是以此为契机以国内外配电自动化中一些前沿问题为内容以配电自动化建设为背景对当前电力系统的热点技术进行一些较深入的探讨和研究主要完成了如下工作. (1)提出了配电自动化建设的两个典型模式即―体化模式和分立化模式侧重分析了分立模式下的配电自动化系统体系结构给出了软硬件配置主站选择管理模式最佳通讯方式等是本文研究的前提和实现平台. (2)针对配电自动化中故障测量定位与隔离以及供电恢复这一关键问题分析了线路故障中电压电流等电量的变化导出了相间短路工况下故障定位的数学描述方程并给出了方程的解以及故障情况下几个重要参数s U& s I& e I& 选择表通过对故障的自动诊断与分析得出了优化的隔离和恢复供电方案自动实现故障快速隔离与网络重构减少了用户停电范围和时间有效提高配网供电可靠性文中还给出了故障分段判断以及网络快速重构的软件流程和使用方法. (3)状态估计是实现配电自动化中关键技术之一本文在阐述状态估计方法基础上给出了不良测量数据的识别和结构性错误的识别方法针对状态估计中数据对基于残差的坏数据检测和异常以及状态量中坏数据对状态估计的影响及存在的问题提出了状态估计中拓扑错误的一种实用化检测和辩识方法针对窃电漏计电费问题独创性提出一种通过电量突变和异常分析防止窃电的新方法并在潍坊城区配电得到验证. (4)针对配电网负荷预测建模困难参数离散度大以及相关因素多等问题本文在分析常规负荷预测模型及方法基础上引入了气象因素日期类型社会环境影响等参数给出了基于神经网络的电力负荷预测方法实例验证了方法的正确性.

电气工程及其自动化专业光伏单相逆变器并网控制技术研究 开题报告 文献综述 外文翻译

摘要 随着“绿色环保”概念的提出,以解决电力紧张,环境污染等问题为目的的新能源利用方案得到了迅速的推广,这使得研究可再生能源回馈电网技术具有了十分重要的现实意义。如何可靠地、高质量地向电网输送功率是一个重要的问题,因此在可再生能源并网发电系统中起电能变换作用的逆变器成为了研究的一个热点。 本文以全桥逆变器为对象,详细论述了基于双电流环控制的逆变器并网系统的工作原理,推导了控制方程。内环通过控制LCL滤波中的电容电流,外环控制滤波后的网侧电流。大功率并网逆变器的开关频率相对较低,相对于传统的L 型或LC 型滤波器,并网逆变器采用LCL 型输出滤波器具有输出电流谐波小,滤波器体积小的优点,在此基础上本系统设计了LCL滤波器。本文分析比较了单相逆变器并网采用单闭环和双闭环两种控制策略下的并网电流,并对突加扰动情况下系统动态变化进行了分析。 在完成并网控制系统理论分析的基础上,本文设计并制作了基于TMS320LF2407DSP的数字化控制硬件实验系统,包括DSP 外围电路、模拟量采样及调理电路、隔离驱动电路、保护电路和辅助电源等,最后通过MATLAB仿真软件进行验证理论的可行性,实现功率因数为1的并网要求。 关键词并网逆变器;LCL滤波器;双电流环控制;DSP

Abstract With the concept of”Green and Environmental Protection”was proposed.All kinds of new energy exploitation program are in the rapid promotion,which is in order to solve the power shortage,pollution and other issues.It makes exploring renewable energy feedback the grid technology has a very important practical significance.How to deliver power into the grid reliably and quality is an important problem,the inverter mat Can transform the electrical energy in the system of the renewable resource to be fed into the grid is becoming one of the hot points in intemational research. Based on the bridge inverter the analysis of the working principle and the deduction of the control equation have been presented. The strategy integrates an outer loop grid current regulator with capacitor current regulation to stabilize the system. The current regulation is used for the outer grid current control loop. The frequency of switching is slower in the high power grid-connected inverter. Compared with tradition type L or type LC, output filter and output current’s THD of type LCL are all smaller.So on this basis, the system uses the LCL filter. This paper compares the net current of the single-phase inverter and net single loop and double loop under two control strategies, and the case of sudden disturbance of the dynamic change of the system. In complete control system on the basis of theoretical analysis, design and production of this article is based on TMS320LF2407DSP’s digital control hardware test system, including the DSP external circuit, analog sampling and conditioning circuit, isolation, driver circuit, protection circuit and auxiliary power, etc., via MATLAB software to validate the feasibility of the theory.Achieve power factor is 1 and network requirements. Keywords Grid-connected inverter;LCL filter; Double current loop control; DSP

电力系统继电保护外文翻译

附录 1 电力系统继电保护 1.1方向保护基础 日期,对于远离发电站的用户,为改善其供电可靠性提出了双回线供电的设想。当然,也可以架设不同的两回线给用户供电。在系统发生故障后,把用户切换至任一条正常的线路。但更好的连续供电方式是正常以双回线同时供电。当发生故障时,只断开故障线。图14-1所示为一个单电源、单负载、双回输电线系统。对该系统配置合适的断路器后,当一回线发生故障时,仍可对负载供电。为使这种供电方式更为有效,还需配置合适的继电保护系统,否则,昂贵的电力设备不能发挥其预期的作用。可以考虑在四个断路器上装设瞬时和延时起动继电器。显然,这种类型的继电器无法对所有线路故障进行协调配合。例如,故障点在靠近断路器D的线路端,D跳闸应比B快,反之,B应比D快。显然,如果要想使继电器配合协调,继电保护工程师必须寻求除了延时以外的其他途径。 无论故障点靠近断路器B或D的哪一端,流过断路器B和D的故障电流大小是相同的。因此继电保护的配合必须以此为基础,而不是放在从故障开始启动的延时上。我们观察通过断路器B或D的电流方向是随故障点发生在哪一条线路上变化的。对于A和B之间的线路上的故障,通过断路器B的电流方向为从负载母线流向故障点。对于断路器D,电流通过断路器流向负载母线。在这种情况下,断路器B应跳闸,D不应跳闸。要达到这个目的,我们可在断路器B和D上装设方向继电器,该方向继电器的联接应保证只有当通过它们的电流方向为离开负载母线时才起动。 对于图14-1所示的系统,在断路器B和D装设了方向过流延时继电器后,继电器的配合才能实现。断路器A和C装设无方向的过流延时继电器及瞬时动作的电流继电器。各个继电器整定配合如下:方向继电器不能设置延时,它们只有本身固有的动作时间。A和C的延时过流继电器通过电流整定使它们作为负载母线或负载设备故障的后备保护。断路器A和C的瞬时动作元件通过电流整定使它们在负载母线故障时不动作。于是快速保护可以保护发电机和负载之间线路长度

FM2113(单节锂电池保护IC)

概述 FM2113内置高精度电压检测电路和延迟电路,是用于单节锂离子/锂聚合物可再充电电池的保护IC 。此IC 适合于对单节锂离子/锂聚合物可再充电电池的过充电、过放电和过电流进行保护。 特点 高精度电压检测电路 各延迟时间由内部电路设置(无需外接电容) 有过放自恢复功能 工作电流:典型值3uA ,最大值6.0uA (VDD=3.9V ) 连接充电器的端子采用高耐压设计(CS 端和OC 端,绝对最大额定值是20V ) 允许0V 电池充电功能 宽工作温度范围:-40℃~+85℃ 采用SOT23-6封装 产品应用 1节锂离子可再充电电池组 1节锂聚合物可再充电电池组 引脚示意图及说明 SOT23-6 引脚号 引脚名称 引脚说明 1234 5 6 OD CS OC NC VDD VSS 1 OD 放电控制用MOSFET 门极连接端 2 CS 过电流检测输入端,充电器检测端 3 OC 充电控制用MOSFET 门极连接端 4 NC 悬空 5 VDD 电源端,正电源输入端 6 VSS 接地端,负电源输入端

FM2113(文件编号:S&CIC1162) 单节锂电池保护IC 电气特性

FM2113(文件编号:S&CIC1162) 单节锂电池保护IC

FM2113(文件编号:S&CIC1162) 单节锂电池保护IC *3、C1有稳定VDD电压的作用,请不要连接0.01μF以下的电容。 *4、使用MOSFET的阈值电压在过放电检测电压以上时,可能导致在过放电保护之前停止放电。 *5、门极和源极之间耐压在充电器电压以下时,N-MOSFET有可能被损坏。 工作说明 正常工作状态 此IC持续侦测连接在VDD和VSS之间的电池电压,以及CS与VSS之间的电压差,来控制充电和放电。当电池电压在过放电检测电压(VDL)以上并在过充电检测电压(VCU)以下,且CS端子电压在充电过流检测电压(VCIP)以上并在放电过流检测电压(VDIP)以下时,IC的OC和OD端子都输出高电平,使充电控制用MOSFET和放电控制用MOSFET同时导通,这个状态称为“正常工作状态”。此状态下,充电和放电都可以自由进行。 注意:初次连接电芯时,会有不能放电的可能性,此时,短接CS端子和VSS端子,或者连接充电器,就能恢复到正常工作状态。 过充电状态 正常工作状态下的电池,在充电过程中,一旦电池电压超过过充电检测电压(VCU),并且这种状态持续的时间超过过充电检测延迟时间(TOC)以上时,FM2113会关闭充电控制用的MOSFET(OC端子),停止充电,这个状态称为“过充电状态”。 过充电状态在如下2种情况下可以释放: 不连接充电器时, (1)由于自放电使电池电压降低到过充电释放电压(VCR)以下时,过充电状态释放,恢复到正常工作状态。 (2)连接负载放电,放电电流先通过充电控制用MOSFET的寄生二极管流过,此时,CS端子侦测到一个“二极管正向导通压降(Vf)”的电压。当CS端子电压在放电过流检测电压(VDIP)以上且电池电压降低到过 充电检测电压(VCU)以下时,过充电状态释放,恢复到正常工作状态。 注意:进入过充电状态的电池,如果仍然连接着充电器,即使电池电压低于过充电释放电压(VCR),过充电状态也不能释放。断开充电器,CS端子电压上升到充电过流检测电压(VCIP)以上时,过充电状态才能释放。 过放电状态 正常工作状态下的电池,在放电过程中,当电池电压降低到过放电检测电压(VDL)以下,并且这种状态持续的时间超过过放电检测延迟时间(TOD)以上时,FM2113会关闭放电控制用的MOSFET(OD端子),停止放电,这个状态称为“过放电状态”。 过放电状态的释放,有以下三种方法: (1)连接充电器,若CS端子电压低于充电过流检测电压(VCIP),当电池电压高于过放电检测电压(VDL)时,过放电状态释放,恢复到正常工作状态。 (2)连接充电器,若CS端子电压高于充电过流检测电压(VCIP),当电池电压高于过放电释放电压(VDR)时,过放电状态释放,恢复到正常工作状态。 (3)没有连接充电器时,如果电池电压自恢复到高于过放电释放电压(VDR)时,过放电状态释放,恢复到正常工作状态,即“有过放自恢复功能”。 放电过流状态(放电过流检测功能和负载短路检测功能)

低压配电系统的工厂供电课程设计知识分享

低压配电系统的工厂供电课程设计 姓 名 学 号 院、系、部 电气工程系 班 号 完成时间 2012年6月18日 ※※※※※※※※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2009级 工厂供电课程设计

设计任务书 一、设计内容: (1)由总降压变电所的配出电压和用电设备的电压要求,参考国际规定的标准电压等级确定车间变电所的电压级别。 (2)计算负荷采用需用的系数法,计算出单台设备支线、用电设备组干线和车间变电所低压母线和进线的计算负荷。 (3)由计算负荷结果,确定补偿方式,计算出补偿容量,选择电容器个数和电容柜个数。 (4)按对负荷可靠性要求,确定车间变电所电气主接线。 (5)按车间变电所低压母线的计算负荷,确定变电器的容量和台数。 (6)导线截面积的选择,支线和干线按发热条件选择,进线电缆按经济电缆密度选择,按允许发热,电压损耗进行校验。 (7)短路电流计算,绘制计算电路和等值电路图,确定短路点,计算出各短路点短路电流值及短路容量。 (8)车间变电所低压母线按发热条件选择,按短路的热合力校验。 (9)按国家规定的标准符号和图符,用CAD画出车间变电所的电气主接线图、车间配电系统和配电平面图。 二、设计条件: (1)机加车间符合全部为三级负荷,对供电可靠性要求不高。

(2)车间平面布置图如下图所示 (3)车间电气设备各细表如下表所示 设备代号设备名称台数单台容量(kW)效率功率因数启动倍数备注1~3 普通车床C630-1 3 7.6 0.88 0.81 6 4 内圆磨床M2120 1 7.2 5 0.88 0.83 6 5,16 砂轮机S3SL-300 2 1.5 0.92 0.82 6.5 6 平面磨床M7130 1 7.6 0.88 0.82 6 7~9 牛头刨床B6050 3 4 0.87 0.82 6 11,12 普通车床C6140 2 6.125 0.89 0.81 6 13~15 普通车床C616 3 4.6 0.90 0.81 6 17,18 单臂龙门刨床B1012 2 67.8 0.86 0.81 2.5 19 龙门刨床B2016 1 66.8 0.86 0.81 2.5 20,21 普通车床C630 2 10.125 0.88 0.81 6 22 立式钻床Z535 1 4.625 0.90 0.80 6 23 立式车床C534J1 1 80 0.86 0.80 3 24 摇臂钻床Z35 1 8.5 0.87 0.82 5.5

光伏电站 毕业设计 开题报告

毕业设计(论文)开题报告 题目新疆哈密东南山口 50Mwp光伏电站设计 专业电力 班级 学生 指导教师 2015 年

一、毕业设计(论文)课题来源、类型 课题来源:由于本人家乡新疆哈密地区光照条件十分优越,故拟在哈密东南山口地区建一个容量为50Mwp的并网光伏电站,经在网上查阅相应的资料后,已搜到相关设计标准和设计流程,可以作为一个研究课题。 类型:理论研究 二、选题的目的及意义 2.1太阳能的优势 太阳能作为一种新型的绿色可再生能源,与其他新能源相比利用最大,是最理想的可再生能源。因为它具有以下的特点: (1)数量巨大:每年到达地球表面能供人类利用的太阳辐射相当于一颗原子弹爆炸时所发出的能量; (2)时间长久:用之不竭,太阳按目前功率辐射能量其时间约可持续100亿年; (3)普照大地:取之不尽,不需要开采和运输; (4)清洁无污染:无任何物质的排放,既不会留下污染物,也不会向大气中排放废气。 2.2光伏发电的优势 太阳能的开发利用主要有光热利用、光伏利用、光化学利用等三种形式。目前,以太阳能电池技术为核心的太阳能光伏利用成为太阳能开发利用中最重要的应用领域,因为光伏发电具有以下明显优点:

(1)结构简单,体积小且轻。能独立供电的太阳能电池组件和方阵结构都比较简单,输出50W的晶体硅太阳能电池组件,体积约为450mm×985mm×45mm,质量为7kg。 (2)容易安装运输,建设周期短。只要将太阳能电池支撑并面向太阳即可发电,宜于制成小功率移动电源; (3)维护简单,使用方便。如遇风雨天,只需检查太阳电池表面是否被粘污、接线是否可靠、蓄电池电压是否正常即可。大型光伏电站使用计算机控制运行,运行费用很低。 (4)清洁、安全、无噪声。光伏发电本身不向外界排放废物,没有机械噪声,是一种理想的能源。 (5)可靠性高,寿命长,并且应用范围广。晶体硅太阳能电池的寿命可以长达20至35年,在光伏系统中,只要设计合理、选型适当,蓄电池的寿命可以达到10多年;太阳能几乎无处不在,太阳能电池在中国大部分范围内都能作为独立的电源。 2.3阳能开发潜力 在中国,太阳能资源较好的地区占国土面积2/3以上,主要集中在西部地区,尤其是西北和青藏高原,年平均日照在2200小时以上,中国陆地每年接收的太阳辐射量约合24000亿吨标准煤。太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响,但可以分散的进行,所以它适于各家各户分别进行发电,而且可以连接到供电网络上,使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司,不足时又可以从电力公司买入。分布式光伏发电并网系统将可能是今后住宅和办公用电的主要模式。太阳能发电有更加激动人心的计划。一

电力系统毕业论文中英文外文文献翻译

电力系统 电力系统介绍 随着电力工业的增长,与用于生成和处理当今大规模电能消费的电力生产、传输、分配系统相关的经济、工程问题也随之增多。这些系统构成了一个完整的电力系统。 应该着重提到的是生成电能的工业,它与众不同之处在于其产品应按顾客要求即需即用。生成电的能源以煤、石油,或水库和湖泊中水的形式储存起来,以备将来所有需。但这并不会降低用户对发电机容量的需求。 显然,对电力系统而言服务的连续性至关重要。没有哪种服务能完全避免可能出现的失误,而系统的成本明显依赖于其稳定性。因此,必须在稳定性与成本之间找到平衡点,而最终的选择应是负载大小、特点、可能出现中断的原因、用户要求等的综合体现。然而,网络可靠性的增加是通过应用一定数量的生成单元和在发电站港湾各分区间以及在国内、国际电网传输线路中使用自动断路器得以实现的。事实上大型系统包括众多的发电站和由高容量传输线路连接的负载。这样,在不中断总体服务的前提下可以停止单个发电单元或一套输电线路的运作。 当今生成和传输电力最普遍的系统是三相系统。相对于其他交流系统而言,它具有简便、节能的优点。尤其是在特定导体间电压、传输功率、传输距离和线耗的情况下,三相系统所需铜或铝仅为单相系统的75%。三相系统另一个重要优点是三相电机比单相电机效率更高。大规模电力生产的能源有: 1.从常规燃料(煤、石油或天然气)、城市废料燃烧或核燃料应用中得到的 蒸汽; 2.水; 3.石油中的柴油动力。 其他可能的能源有太阳能、风能、潮汐能等,但没有一种超越了试点发电站阶段。 在大型蒸汽发电站中,蒸汽中的热能通过涡轮轮转换为功。涡轮必须包括安装在轴承上并封闭于汽缸中的轴或转子。转子由汽缸四周喷嘴喷射出的蒸汽流带动而平衡地转动。蒸汽流撞击轴上的叶片。中央电站采用冷凝涡轮,即蒸汽在离开涡轮后会通过一冷凝器。冷凝器通过其导管中大量冷水的循环来达到冷凝的效果,从而提高蒸汽的膨胀率、后继效率及涡轮的输出功率。而涡轮则直接与大型发电机相连。 涡轮中的蒸汽具有能动性。蒸汽进入涡轮时压力较高、体积较小,而离开时却压力较低、体积较大。 蒸汽是由锅炉中的热水生成的。普通的锅炉有燃烧燃料的炉膛燃烧时产生的热被传导至金属炉壁来生成与炉体内压力相等的蒸汽。在核电站中,蒸汽的生成是在反应堆的帮助下完成的。反应堆中受控制的铀或盥的裂变可提供使水激化所必需的热量,即反应堆代替了常规电站的蒸汽机。 水电站是利用蕴藏在消遣的能来发电的。为了将这种能转换为功,我们使用了水轮机。现代水轮机可分为两类:脉冲式和压力式(又称反应式)。前者用于重要设备,佩尔顿轮是唯一的类型;对于后者而言,弗朗西斯涡轮或其改进型被广泛采用。 在脉冲式涡轮中,整个水头在到达叶轮前都被转化为动能,因为水是通过喷嘴提供给叶轮的;而在压力式或反应式涡轮中,水通过其四周一系列引导叶版先

太阳能光伏发电系统(PVsyst运用)

扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计 题目:北京市发电系统设计 课程:太阳能光伏发电系统设计 专业:电气工程及其自动化 班级:电气0703 姓名:严小波 指导教师:夏扬 完成日期: 2011年3月11日

目录 1光伏软件Meteonorm和PVsyst的介绍---------------------------------------------3 1.1 Meteonorm--------------------------------------------------------------------------3 1.2 PVsyst-------------------------------------------------------------------------------4 2中国北京市光照辐射气象资料-------------------------------------------------------11 3独立光伏系统设计----------------------------------------------------------------------13 3.1负载计算(功率1kw,2kw,3kw,4kw,5kw)-----------------------------13 3.2蓄电池容量设计(电压:24V,48V)----------------------------------------13 3.3太阳能电池板容量设计,倾角设计--------------------------------------------13 3.4太阳能电池板安装间隔计算及作图。-----------------------------------------16 3.5逆变器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.6控制器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.7系统发电量预估--------------------------------------------------------------------18

锂电池保护板工作原理资料

锂电池保护板工作原理 锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,下面以DW01 配MOS管8205A进行讲解: 锂电池保护板其正常工作过程为: 当电芯电压在2.5V至4.3V之间时,DW01 的第1脚、第3脚均输出高电平(等于供电电压),第二脚电压为0V。此时DW01 的第1脚、第3脚电压将分别加到8205A的第5、4脚,8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01 的电压,故均处于导通状态,即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通,保护板有电压输出。 2.保护板过放电保护控制原理:

当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态,便立即断开第1脚的输出电压,使第1脚电压变为0V,8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断,电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上充电电压后,DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态,重新在第1脚输出高电压,使8205A内的过放电控制管导通,即电芯的B-与保护板的P-又重新接上,电芯经充电器直接充电。 4.保护板过充电保护控制原理: 当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高,当电芯电压升高到4.4V时,DW01 将认为电芯电压已处于过充电电压状态,便立即断开第3脚的输出电压,使第3脚电压变为0V,8205A内的开关管因第4脚无电压而关

某工厂供电系统的设计毕业论文

某工厂供电系统的设计毕业论文 目录 摘要 ............................................................... I Abstract .............................................................. II 目录 ............................................................. III 第一章引言 .................................................... - 1 - 1.1 选题的背景及意义 ........................................... - 1 - 1.1.1 选题的背景 ........................................... - 1 - 1.1.2 选题的意义 ........................................... - 1 - 1.2 工厂供电设计的要求及原则 ................................... - 1 - 1.3 本设计的主要要求 ........................................... - 2 - 第二章冶金厂各变电所负荷计算和无功补偿计算 ........................ - 4 - 2.1 负荷计算的目的及其计算方法 ................................. - 4 - 2.1.1 负荷计算的目的 ....................................... - 4 - 2.1.2负荷计算的计算方法.................................... - 4 - 2.2 冶金厂各个车间及整个工厂计算负荷的确定 ..................... - 5 - 2.2.1 380V车间计算负荷的确定.............................. - 5 - 2.2.2 6KV车间负荷计算..................................... - 6 - 2.2.3 冶金厂总负荷列表 .................................... - 7 - 2.3 无功功率补偿方式及其计算 ................................... - 8 - 2.3.1 无功补偿的方式 ....................................... - 8 - 2.3.2 380V车间无功补偿的计算............................... - 9 - 2.3.3 6kV侧无功补偿的计算................................. - 10 - 2.3.4 变压器损耗的计算 .................................... - 10 - 2.3.5 全厂计算负荷 ....................................... - 10 - 第三章冶金厂主变压器的选择 ....................................... - 12 - 3.1变压器台数和容量的选择原则................................. - 12 - 3.2 变压器台数及容量的选择 .................................... - 13 - 第四章冶金厂变电所的主接线的设计 ................................. - 14 -

太阳能光伏系统蓄电池充电中英文对照外文翻译文献

(文档含英文原文和中文翻译) 中英文对照外文翻译 Design of a Lead-Acid Battery Charging and Protecting IC in Photovoltaic System 1.Introduction Solar energy as an inexhaustible, inexhaustible source of energy more and more attention. Solar power has become popular in many countries and regions, solar lighting has also been put into use in many cities in China. As a key part of the solar lighting, battery charging and protection is particularly important. Sealed maintenance-free lead-acid battery has a sealed, leak-free, pollution-free, maintenance-free, low-cost, reliable power supply during the entire life of the battery voltage is stable and no maintenance, the need for uninterrupted for the various types

of has wide application in power electronic equipment, and portable instrumentation. Appropriate float voltage, in normal use (to prevent over-discharge, overcharge, over-current), maintenance-free lead-acid battery float life of up to 12 ~ 16 years float voltage deviation of 5% shorten the life of 1/2. Thus, the charge has a major impact on this type of battery life. Photovoltaic, battery does not need regular maintenance, the correct charge and reasonable protection, can effectively extend battery life. Charging and protection IC is the separation of the occupied area and the peripheral circuit complexity. Currently, the market has not yet real, charged with the protection function is integrated on a single chip. For this problem, design a set of battery charging and protection functions in one IC is very necessary. 2.System design and considerations The system mainly includes two parts: the battery charger module and the protection module. Of great significance for the battery as standby power use of the occasion, It can ensure that the external power supply to the battery-powered, but also in the battery overcharge, over-current and an external power supply is disconnected the battery is to put the state to provide protection, the charge and protection rolled into one to make the circuit to simplify and reduce valuable product waste of resources. Figure 1 is a specific application of this Ic in the photovoltaic power generation system, but also the source of this design. Figure1 Photovoltaic circuit system block diagram Maintenance-free lead-acid battery life is usually the cycle life and float life factors affecting the life of the battery charge rate, discharge rate, and float voltage. Some manufacturers said that if the overcharge protection circuit, the charging rate can be achieved even more than 2C (C is the rated capacity of the battery), battery manufacturers recommend charging rate of C/20 ~ C/3. Battery voltage and temperature, the temperature is increased by 1 °C, single cell battery voltage drops 4 mV , negative temperature coefficient of -4 mV / ° C means that the battery float voltage. Ordinary charger for the best working condition at 25 °C; charge less than the ambient temperature of 0 °C; at 45 °C may shorten the battery life due to severe overcharge. To make the battery to extend the working life, have a certain solar battery array Charge controller controller Discharge controller DC load accumulator

太阳能光伏发电系统设计思路

太阳能光伏发电设计思路

摘要:简要介绍太阳能光伏发电系统设计思路和组成光伏系统器件选型方法,分析和研究太阳能光伏发电的热点和核心技术。 前言:当今世界,能源是促进经济发达与社会进步的原动力。目前所使用之主要能源为化石能源,然而其蕴藏量有限,且在开发过程造成空气污染、环境破坏,积极开发低污染及低危险性的新能源乃为迫切需要。 太阳能发电是指太阳能光伏发电,光伏发电是利用半导光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种发电技术。太能是一种非常理想的干净、安全且随处可得的清洁能源,因此各国均不断地研发各种相关技术,藉以提高系统发电效率并降低发电成本,推广普及使用太阳能。

第一部分 太阳能电池发电系统原理 太阳能电池发电系统(又称光伏发电系统),从大类上分为 独立(离网)和并网光伏发电系统两大类。 目前应用比较广泛的光伏发电系统,主要是在偏远地区可以 作为独立的电源使用,也可以与风力发电机或柴油机等组成混合发电系统,在城市太阳能光伏建筑集成并网发电得到了快速发展,光伏发电与建筑一体化是太阳能光伏与建筑的完美结合,属于分布式发电的一种。它能够减少电网用电,大大减轻公共电网的压力,就近向电网输送电力。 1.1独立的电源使用(光伏离网发电系统) 太阳能光伏组件组成太阳电池方阵,在充足情况下,一方面给负载供电(直流负载,若交流负载需要逆变器),另一方面给蓄电池组充电,晚上依靠蓄电池组放电供负载使用(如下图示意)。 图1-1直流负载光伏发电示意图 在方阵工作时,阻塞二极管防止向电池方阵反充电,止逆二极管两端有一定的电压降,对硅二极管通常为0.60.8V ;肖特基或锗 太阳电池方阵 控制器 负载 阻塞二极管 蓄电池

锂电池组保护板均衡充电基本工作原理

成组锂电池串联充电时,应保证每节电池均衡充电,否则使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。常用的均衡充电技术有恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关电容均衡充电、降压型变换器均衡充电、电感均衡充电等。而现有的单节锂电池保护芯片均不含均衡充电控制功能;多节锂电池保护芯片均衡充电控制功能需要外接CPU,通过和保护芯片的串行通讯(如I2C总线)来实现,加大了保护电路的复杂程度和设计难度、降低了系统的效率和可靠性、增加了功耗。 本文针对动力锂电池成组使用,各节锂电池均要求充电过电压、放电欠电压、过流、短路的保护,充电过程中要实现整组电池均衡充电的问题,设计了采用单节锂电池保护芯片对任意串联数的成组锂电池进行保护的含均衡充电功能的电池组保护板。仿真结果和工业生产应用证明,该保护板保护功能完善,工作稳定,性价比高,均衡充电误差小于50mV。 锂电池组保护板均衡充电基本工作原理 采用单节锂电池保护芯片设计的具备均衡充电能力的锂电池组保护板示意图如图1所示。其中:1为单节锂离子电池;2为充电过电压分流放电支路电阻;3为分流放电支路控制用开关器件;4为过流检测保护电阻;5为省略的锂电池保护芯片及电路连接部分;6为单节锂电池保护芯片(一般包括充电控制引脚CO,放电控制引脚DO,放电过电流及短路检测引脚VM,电池正端VDD,电池负端VSS等);7为充电过电压保护信号经光耦隔离后形成并联关系驱动主电路中充电控制用MOS管栅极;8为放电欠电压、过流、短路保护信号经光耦隔离后形成串联关系驱动主电路中放电控制用MOS管栅极;9为充电控制开关器件;10为放电控制开关器件;11为控制电路;12为主电路;13为分流放电支路。单节锂电池保护芯片数目依据锂电池组电池数目确定,串联使用,分别对所对应单节锂电池的充放电、过流、短路状态进行保护。该系统在充电保护的同时,通过保护芯片控制分流放电支路开关器件的通断实现均衡充电,该方案有别于传统的在充电器端实现均衡充电的做法,降低了锂电池组充电器设计应用的成本。

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