应急电源车车顶光伏充电器软件设计(附件)
随着科学技术的快速发展，各行业对应急电源的需求也就越来越大，应急电源可作为现代楼房的后备电源、在救灾抢险中提供了应急供电，并作为消防、军事装备、医疗等应急电源。在某些特殊的情况下，如重大会议保电、线路停电检修等，用户会因为停电而无法继续工作，针对此类问题，应急电源车的研究开始发展起来。在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dspic30f4011,BUCK变换器结构简单，动态性能比较好；dspic30f4011结合了普通单片机和DSP的优点。它的结构不仅简单而且在处理数据上更加的强大。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，本课题中采用扰动观察法最大功率点跟踪算法实现光伏阵列最大功率点跟踪，扰动观察法是目前常用的最大功率跟踪方法，它通过不断扰动太阳能光伏系统的工作点来寻找最大功率点的方向。关键词 光伏充电器，MPPT，BUCK变换器，DSP
目 录
1 引言 1
1.1 选题的背景和意义 1
1.1.1光伏发电的研究现状与趋势1
1.2本课题研究的主要内容和目的 2
2光伏电池与最大功率点跟踪3
2.1光伏电池简介 3
2.1.1硅光伏电池特性析 3
2.1.2光伏电池输出功率在不同的日照强度和工作环境温度的变化趋势5
2.2最大功率跟踪 6
2.2.1最大功率跟踪原理 6
2.2.2电导增量法 8
2.2.3恒定电压法 9
2.2.4扰动观察法 11
3技术基础 12
3.1蓄电池的充电方法 12
3.1.1恒流充电12
3.1.2恒压充电13
3.2控制芯片dspic30f401114
3.2.1高性能改进的CPU 14
3.2.2 外设特性 14
3.2.3 电机控制PWM模块特性 14
4光伏充电器设计 15
4.1光伏充电系统 15
4.2光伏系统主电路结构16
5 软件设计部分17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
5.1软件设计简介 17
5.2主程序流程图 18
5.3AD采样模块 19
5.4蓄电池充电模块 19
5.5实验数据和波形分析22
5.6部分程序分析24
5.7总电路图27
结论 28
致谢 29
参考文献30
1 引言
1．1 选题的背景和意义
伴随着科学技术的飞速发展，应急电源在各个行业的供应需求越来越大，现实生活中，人们会因为对电量过度使用致使楼宇停电，同时医院的运作，军事装备的使用都离不开电能，此时的应急电源便起到了十分重要的作用【2】。
在一些特殊的情况下，当线路停电需要检修的时候，重大的会议需要用电的时候，人们会因为没有电源的使用而造成无法正常的生产和生活下去，对于生活中出现这样的问题，对于应急电源车的研究制造逐渐发展起来。应急电源车是能够临时提供高质量电能的电源，同时对于外部失电中继也起着重要的作用。在生活中，人们对于电量的超负荷使用会导致断电的情况也会因应急电源车的使用得到解决，同时，应急电源车还为新兴能源和储备能量的装置提供接入网方式，又能对一些需求特殊电源的用户提供特殊电源，总的来说，应急电源车的使用在很大程度上方便了我们的生活，能很好地解决生活中各种超负荷所面临的各类输配电能损耗和用电质量问题【4】。
随之而来的便是应急电源车的充电的问题，化石燃料的枯竭致使我们开始寻找新能源，当今社会，我们更提倡绿色环保无污染，并尽量做到能源的节约使用，所以，光伏发电便走进了我们的生活。光伏发电过程简单，在运作的过程中不消耗任何燃料，所以也不会排放任何有毒气体，是真正的没有污染，没有噪声的生产过程。并且太阳能资源是使用不完的，用不尽的，在我们的生活中也是分布广泛。从这我们可以看出，光伏发电能够在今后的发展中处于持续上升的趋势，并且也是目前所研制的符合能源短缺现状的发电技术，光伏发电系统能够使用很多年，具有十分稳定的工作性能。
对于应急电源车的充电问题，本课题基于电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、电机拖动等基础理论,完成3kW太阳能充电器最大功率跟踪策略的分析，给出基于单片机的MPPT程序以及系统监控程序的编写，完成系统控制程序和主电路的联合调式，并且整机负载运行。
光伏发电的研究现状和趋势
在当今世界，光伏发电对于各国的经济起着十分重要的作用，它的兴起也引起了各国的重视，更多地国家宁愿花费大量的金钱和劳动力也要投身于光伏发电的研究。
从上个世纪80年代以来，即便世界总体经济处于下滑的阶段，但光伏产业发展一直处于上升的阶段，自1980年之后，它的发展速度更为惊人，在各个产业领域成为增长最快的高新技术产业之一。
由于我国有着丰富的太阳能资源，并随着科学技术的进步，光伏发电技术也有着飞速发展的趋势。光伏产业作为一种朝阳产业有着无限的发展空间，不仅会在未来被应用到我们的生活中，给我们的生活提供便利，还会给更多人提供就业岗位，解决了国内一部分就业的问题【4】。如今我国的光伏发电技术在某些领域已经领先于其他国家，但是与一些发达国家还是有一定的差距，像美国日本这些发达国家的光伏发电技术比中国的光伏发电技术要先进的多。自从建国之后，我国的光伏产业有着飞速发展的趋势，从其产业刚开始到光伏技术被成功应用，中间只隔了20年，从1980年之后，我国的光伏发展速度更为惊人。虽然我国的光伏技术已经相当先进，但还有其许多制约的因素，比如技术还不够成熟，在很多方面都要依赖于国外技术，所以为了能够更好地发展我国的光伏发电技术，就必须提高自己的技术水平。同时还要投入更多的金钱在光伏产业当中，并加大培养一拼技术人才，使更多的人力物力都被应用到光伏发电当中。另一个制约因素便是光伏产业还没有比较成熟的发展结构并存在着生产的光能超出了需求量而导致资源的浪费的问题。从以上我们可以知道，光伏发电技术不仅仅能够改善人们的生活质量，还能促进经济的发展，并在未来会以更快的速度发展下去。但是存在的问题就是还需要提高光伏利用技术并完善发展结构使我国成为独立自主的光伏发电大国。
1．2本课题研究的主要内容与目的
本课题研究的主要内容包括以下几点：
1、对大功率光伏直流充电电源的基本结构和工作原理深入分析研究，要求研究光伏组件的最大功率跟踪策略做研究，并找出一种合适的方案用于控制太阳能充电装置，最后在单片机平台上编写程序，再和硬件设备联合调试。
目 录
1 引言 1
1.1 选题的背景和意义 1
1.1.1光伏发电的研究现状与趋势1
1.2本课题研究的主要内容和目的 2
2光伏电池与最大功率点跟踪3
2.1光伏电池简介 3
2.1.1硅光伏电池特性析 3
2.1.2光伏电池输出功率在不同的日照强度和工作环境温度的变化趋势5
2.2最大功率跟踪 6
2.2.1最大功率跟踪原理 6
2.2.2电导增量法 8
2.2.3恒定电压法 9
2.2.4扰动观察法 11
3技术基础 12
3.1蓄电池的充电方法 12
3.1.1恒流充电12
3.1.2恒压充电13
3.2控制芯片dspic30f401114
3.2.1高性能改进的CPU 14
3.2.2 外设特性 14
3.2.3 电机控制PWM模块特性 14
4光伏充电器设计 15
4.1光伏充电系统 15
4.2光伏系统主电路结构16
5 软件设计部分17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
5.1软件设计简介 17
5.2主程序流程图 18
5.3AD采样模块 19
5.4蓄电池充电模块 19
5.5实验数据和波形分析22
5.6部分程序分析24
5.7总电路图27
结论 28
致谢 29
参考文献30
1 引言
1．1 选题的背景和意义
伴随着科学技术的飞速发展，应急电源在各个行业的供应需求越来越大，现实生活中，人们会因为对电量过度使用致使楼宇停电，同时医院的运作，军事装备的使用都离不开电能，此时的应急电源便起到了十分重要的作用【2】。
在一些特殊的情况下，当线路停电需要检修的时候，重大的会议需要用电的时候，人们会因为没有电源的使用而造成无法正常的生产和生活下去，对于生活中出现这样的问题，对于应急电源车的研究制造逐渐发展起来。应急电源车是能够临时提供高质量电能的电源，同时对于外部失电中继也起着重要的作用。在生活中，人们对于电量的超负荷使用会导致断电的情况也会因应急电源车的使用得到解决，同时，应急电源车还为新兴能源和储备能量的装置提供接入网方式，又能对一些需求特殊电源的用户提供特殊电源，总的来说，应急电源车的使用在很大程度上方便了我们的生活，能很好地解决生活中各种超负荷所面临的各类输配电能损耗和用电质量问题【4】。
随之而来的便是应急电源车的充电的问题，化石燃料的枯竭致使我们开始寻找新能源，当今社会，我们更提倡绿色环保无污染，并尽量做到能源的节约使用，所以，光伏发电便走进了我们的生活。光伏发电过程简单，在运作的过程中不消耗任何燃料，所以也不会排放任何有毒气体，是真正的没有污染，没有噪声的生产过程。并且太阳能资源是使用不完的，用不尽的，在我们的生活中也是分布广泛。从这我们可以看出，光伏发电能够在今后的发展中处于持续上升的趋势，并且也是目前所研制的符合能源短缺现状的发电技术，光伏发电系统能够使用很多年，具有十分稳定的工作性能。
对于应急电源车的充电问题，本课题基于电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、电机拖动等基础理论,完成3kW太阳能充电器最大功率跟踪策略的分析，给出基于单片机的MPPT程序以及系统监控程序的编写，完成系统控制程序和主电路的联合调式，并且整机负载运行。
光伏发电的研究现状和趋势
在当今世界，光伏发电对于各国的经济起着十分重要的作用，它的兴起也引起了各国的重视，更多地国家宁愿花费大量的金钱和劳动力也要投身于光伏发电的研究。
从上个世纪80年代以来，即便世界总体经济处于下滑的阶段，但光伏产业发展一直处于上升的阶段，自1980年之后，它的发展速度更为惊人，在各个产业领域成为增长最快的高新技术产业之一。
由于我国有着丰富的太阳能资源，并随着科学技术的进步，光伏发电技术也有着飞速发展的趋势。光伏产业作为一种朝阳产业有着无限的发展空间，不仅会在未来被应用到我们的生活中，给我们的生活提供便利，还会给更多人提供就业岗位，解决了国内一部分就业的问题【4】。如今我国的光伏发电技术在某些领域已经领先于其他国家，但是与一些发达国家还是有一定的差距，像美国日本这些发达国家的光伏发电技术比中国的光伏发电技术要先进的多。自从建国之后，我国的光伏产业有着飞速发展的趋势，从其产业刚开始到光伏技术被成功应用，中间只隔了20年，从1980年之后，我国的光伏发展速度更为惊人。虽然我国的光伏技术已经相当先进，但还有其许多制约的因素，比如技术还不够成熟，在很多方面都要依赖于国外技术，所以为了能够更好地发展我国的光伏发电技术，就必须提高自己的技术水平。同时还要投入更多的金钱在光伏产业当中，并加大培养一拼技术人才，使更多的人力物力都被应用到光伏发电当中。另一个制约因素便是光伏产业还没有比较成熟的发展结构并存在着生产的光能超出了需求量而导致资源的浪费的问题。从以上我们可以知道，光伏发电技术不仅仅能够改善人们的生活质量，还能促进经济的发展，并在未来会以更快的速度发展下去。但是存在的问题就是还需要提高光伏利用技术并完善发展结构使我国成为独立自主的光伏发电大国。
1．2本课题研究的主要内容与目的
本课题研究的主要内容包括以下几点：
1、对大功率光伏直流充电电源的基本结构和工作原理深入分析研究，要求研究光伏组件的最大功率跟踪策略做研究，并找出一种合适的方案用于控制太阳能充电装置，最后在单片机平台上编写程序，再和硬件设备联合调试。
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