应急电源车车顶光伏充电器硬件电路设计(附件)
随着科技和工业的快速发展，在很多地方对供电的需求大幅度的提升，并且在某些重要时刻供电不能断，如检修设备、会议保障、野外作业等。对应急电源车电源的充电问题也引起了广泛的关注。高效并且绿色、无污染的对应急电源车的电源进行充电是一个问题。因此，本次设计采用光伏发电，利用光伏电池板将太阳能转化成电能，之后经过逆变器降压后对蓄电池进行充电。本次设计主电路采用Buck降压电路，通过运放PWM脉冲信号不断的去触发MOS管的导通与关断，使MOS管持续导通截止的交替工作，从而把输入端的直流电压降压成所需要的电压。控制电路选择Dspic30F4011作为主控芯片，用于收集数据，对系统的工作状态进行综合管理，并且发送AD信号，实现和控制电路的连接。通过LM358芯片实现对电流、电压的采集，之后送入主控芯片中。通过UC3843芯片实现DC-DC变换，将电压降压成各个模块所需要的大小后供电。关键词 光伏发电，MPPT，DC-DC变换
目 录
1 绪论 1
1.1 光伏发电的国内外研究现状 1
1.2 光伏产业的发展趋势 3
2 MPPT最大功率输出 4
2.1光伏电池特性 4
2.2 最大功率跟踪原理 7
3 光伏充电器功率电路设计 9
3.1光伏充电器原理 9
3.2 光伏充电器的主电路结构 9
3.3 元器件参数设计 11
4 控制电路设计 12
4.1主控芯片dspic30F4011 12
4.2 DC—DC降压模块 13
4.3 光电耦合模块 15
4.4 LM358采样电路 16
4.5 LED显示模块 19
4.6 蓄电池保护 20
5 实验数据 20
总结 23
致谢 24
参 考 文 献 25
绪论
随着科技的飞速发展，各个行业对应急电源的需求越来越大，应急电源在现在社会上很多方面都能用到，比如说可以作为一些大楼的后备电源使用，或者在一些自然灾害或者危险的情况下可以作为应急供电使用，除此之外，应急电源在消防、军事、交通、医疗等方面也有着重要 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
的作用。
我们的日常生活中会有许多的紧急情况发生，在某些情况下，比如工业用电线路损害、大型的国际性会议过程中不能因为断电的问题而中断等等，公司或者居民可能会因为失电而导致某些计划或者目标无法实现，并且对自身造成许多的麻烦。为了解决上述的一些问题，应急电源车的研究提上了日程。应急电源车，具有提供高质量临时供电电源、外部失电中继、高供电可靠性和供电电能质量、解决用户非线性和冲击性负荷的电能质量污染、为新能源和储能装置提供接入网方式和对特殊供电需求用户进行“特需”供电等功能，投入使用后无疑将解决目前各种用电负荷，所面临的各类电能质量问题和输配电能量损耗问题随之而来的便是应急电源车的充电的问题。我们都知道太阳能资源是绿色环保无污染，并且随处可见，在正常情况下，太阳能资源几乎可以说是不会消失的，也就是无限的。
光伏发电的国内外研究现状
近些年国际上对于环保绿色尤为看重，而传统发电方式和这是背道而驰的，因此，光伏发电才进入我们的视野，光伏发电因为是近些年才开始研究兴起，因为其有自己独特的优势，所以在国内外光伏发电的前景还是十分不错的，在国际上也是十分受重视的。光伏发电在国内外经济前景很好，并且因为光伏发电的各项产业的发展，也提供了很多的岗位，为我国社会一定程度上的缓解了就业压力。近年来，随着光伏产业的不断发展，光伏发电对居民和企业的影响也越来越大，在日常生活和工业上都扮演着重要的角色，对国民经济也产生了十分重要的影响。
近几十年以来，光伏产业逐渐进入了国家、企业以及家庭的视线，在很多方面有着巨大的应用，逐渐的成为了我们日产生活中不可缺少的一部分。随着光伏产业的发展，对光伏发电成本的研究也逐渐展开，主要在于如何减少成本并且提高效率。当然随着时间的推移和科技、能源的发展，光伏发电的成本也随之减少很多，并且在随着时间的发展，光伏发电的成本与常规发电相比较而言，其成本之间的差距已经相差不远，在这样的情况下，导致了越来越多的情况下会选择光伏发电取代一部分的常规发电，常规发电的优势也随之减少了，甚至被人所忽略。最近几年以来光伏发电发展速度因为其独特的优势和前景而导致其发展速度异常的迅猛，比之前发展的预测要快的多。因为以上的原因导致了光伏发电成本的下降速度也比以前预测的要快的多，虽然在这些年中，有一些时间段因为某些原因减慢了成本降低的速度，比如说光伏电池原材料硅的减少等原因也遏制了成本的降低速度。
在当前的国际环境佳，绿色不污染的发电会越来越受欢迎，并且也将成为接下来很久以后的发电的趋势。就对中国而言，就最近几年来看，火力发电设备的增加速率在大幅的减少，相对于前几年来看，都有了一定程度的下降，大约等于10%左右。然而，与之相对的，新增光伏发电的占比则是大幅度的上升，上升了将近20个百分点，由此可见，国际上和中国对绿色发电的重视程度越来越高，光伏发电在国内外发电产业中的地位也越来越高。光伏发电产业的市场规模随着其发电成本的降低也开始快速扩大，据资料显示新增光伏发电装机 4300 万千瓦，光伏电站 2770 万千瓦，同比增长3%；分布式光伏1530 万千瓦，同比增长 4 倍。在如此短的发展时间下，光伏发电在新增发电设备这一方面已成功的超越了传统的火力发电，位居 5大能源新增发电设备的第一名，可见其的优势和发展速度之快。
我国有着960W平方公里的国土面积，如此大的国土面积给我国带来了大量的太阳能资源。同时广大的国土面面积也就意味着我国的太阳能资源开发的前景十分的广阔。我国地处北半球，因为幅员辽阔的原因导致了我国的南北距离和东西距离都十分的远，都在5000公里以上。我国内部许多省份的日超强度均十分的大，相对于其他国家来说大的多，太阳能资源也就大很多。其中西藏尤为显著，西藏因为其地理位置和地势的影响，西藏的日辐射量会是国内最高的，并且在它独特的地理位置影响下，西藏的年日照时数大于2000小时，因其独特的地理位置优势，为西藏提供了大量的太阳能资源。中国和相同地理位置的其它国家相比，就拿美国来举列子，美国因为其国土面积广大，并且国家的南北和东西幅度也很大，所以光阳能资源和美国相差不大。但是相比欧洲、日本等国家来说，中国因其广大的国土资源而导致所能获取的太阳能资源多的多，所以相比欧洲、日本的太阳能资源优越的多，因而有巨大的开发潜能【11,12】。光伏产业因为其制作成本的降低和绿色环保的条件下，国际上各国的光伏制造业都投入了大量的人力物力和财力，扩大了生产规模，并且还进行了许多与光伏相关的科研，以确保自己能在光伏产业具有一定的优势，并且拥有一定的地位。我国是世界上能源消耗排名第二大的国家，因此在光伏产业的投资也就显得尤为重要，我国在光伏产业的投资与研究也在大力开展中，并且国家给与了许多的政策和优惠，用来鼓励光伏产业的发展。我国在科技等方面原因的影响下，我国的光伏产业技术明显落后于很多国家，甚至于连印度都不如。但是我国十分重视光伏产业的发展，我国的光伏产业发展也因此十分的迅速，以每年30%的速度增长，在2006年底国内光伏电池的生产规模已经初具规模。因为国家的大力支持，对于光伏电池的研究也如火如荼的展开，并且也取得了一定的成果，光伏组件的工作效率不断上升。在随着对光伏产业的研究的情况下，光伏电池的生产成本也开始逐年的下降，从一开始的40元/瓦到后来的3~4元/瓦，并且随着时间的发展，我相信光伏发电的成本会低于传统的火力发电，并且有可能在某些方面取代传统的火力发电，可以说前景非常的广阔。
目 录
1 绪论 1
1.1 光伏发电的国内外研究现状 1
1.2 光伏产业的发展趋势 3
2 MPPT最大功率输出 4
2.1光伏电池特性 4
2.2 最大功率跟踪原理 7
3 光伏充电器功率电路设计 9
3.1光伏充电器原理 9
3.2 光伏充电器的主电路结构 9
3.3 元器件参数设计 11
4 控制电路设计 12
4.1主控芯片dspic30F4011 12
4.2 DC—DC降压模块 13
4.3 光电耦合模块 15
4.4 LM358采样电路 16
4.5 LED显示模块 19
4.6 蓄电池保护 20
5 实验数据 20
总结 23
致谢 24
参 考 文 献 25
绪论
随着科技的飞速发展，各个行业对应急电源的需求越来越大，应急电源在现在社会上很多方面都能用到，比如说可以作为一些大楼的后备电源使用，或者在一些自然灾害或者危险的情况下可以作为应急供电使用，除此之外，应急电源在消防、军事、交通、医疗等方面也有着重要 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
的作用。
我们的日常生活中会有许多的紧急情况发生，在某些情况下，比如工业用电线路损害、大型的国际性会议过程中不能因为断电的问题而中断等等，公司或者居民可能会因为失电而导致某些计划或者目标无法实现，并且对自身造成许多的麻烦。为了解决上述的一些问题，应急电源车的研究提上了日程。应急电源车，具有提供高质量临时供电电源、外部失电中继、高供电可靠性和供电电能质量、解决用户非线性和冲击性负荷的电能质量污染、为新能源和储能装置提供接入网方式和对特殊供电需求用户进行“特需”供电等功能，投入使用后无疑将解决目前各种用电负荷，所面临的各类电能质量问题和输配电能量损耗问题随之而来的便是应急电源车的充电的问题。我们都知道太阳能资源是绿色环保无污染，并且随处可见，在正常情况下，太阳能资源几乎可以说是不会消失的，也就是无限的。
光伏发电的国内外研究现状
近些年国际上对于环保绿色尤为看重，而传统发电方式和这是背道而驰的，因此，光伏发电才进入我们的视野，光伏发电因为是近些年才开始研究兴起，因为其有自己独特的优势，所以在国内外光伏发电的前景还是十分不错的，在国际上也是十分受重视的。光伏发电在国内外经济前景很好，并且因为光伏发电的各项产业的发展，也提供了很多的岗位，为我国社会一定程度上的缓解了就业压力。近年来，随着光伏产业的不断发展，光伏发电对居民和企业的影响也越来越大，在日常生活和工业上都扮演着重要的角色，对国民经济也产生了十分重要的影响。
近几十年以来，光伏产业逐渐进入了国家、企业以及家庭的视线，在很多方面有着巨大的应用，逐渐的成为了我们日产生活中不可缺少的一部分。随着光伏产业的发展，对光伏发电成本的研究也逐渐展开，主要在于如何减少成本并且提高效率。当然随着时间的推移和科技、能源的发展，光伏发电的成本也随之减少很多，并且在随着时间的发展，光伏发电的成本与常规发电相比较而言，其成本之间的差距已经相差不远，在这样的情况下，导致了越来越多的情况下会选择光伏发电取代一部分的常规发电，常规发电的优势也随之减少了，甚至被人所忽略。最近几年以来光伏发电发展速度因为其独特的优势和前景而导致其发展速度异常的迅猛，比之前发展的预测要快的多。因为以上的原因导致了光伏发电成本的下降速度也比以前预测的要快的多，虽然在这些年中，有一些时间段因为某些原因减慢了成本降低的速度，比如说光伏电池原材料硅的减少等原因也遏制了成本的降低速度。
在当前的国际环境佳，绿色不污染的发电会越来越受欢迎，并且也将成为接下来很久以后的发电的趋势。就对中国而言，就最近几年来看，火力发电设备的增加速率在大幅的减少，相对于前几年来看，都有了一定程度的下降，大约等于10%左右。然而，与之相对的，新增光伏发电的占比则是大幅度的上升，上升了将近20个百分点，由此可见，国际上和中国对绿色发电的重视程度越来越高，光伏发电在国内外发电产业中的地位也越来越高。光伏发电产业的市场规模随着其发电成本的降低也开始快速扩大，据资料显示新增光伏发电装机 4300 万千瓦，光伏电站 2770 万千瓦，同比增长3%；分布式光伏1530 万千瓦，同比增长 4 倍。在如此短的发展时间下，光伏发电在新增发电设备这一方面已成功的超越了传统的火力发电，位居 5大能源新增发电设备的第一名，可见其的优势和发展速度之快。
我国有着960W平方公里的国土面积，如此大的国土面积给我国带来了大量的太阳能资源。同时广大的国土面面积也就意味着我国的太阳能资源开发的前景十分的广阔。我国地处北半球，因为幅员辽阔的原因导致了我国的南北距离和东西距离都十分的远，都在5000公里以上。我国内部许多省份的日超强度均十分的大，相对于其他国家来说大的多，太阳能资源也就大很多。其中西藏尤为显著，西藏因为其地理位置和地势的影响，西藏的日辐射量会是国内最高的，并且在它独特的地理位置影响下，西藏的年日照时数大于2000小时，因其独特的地理位置优势，为西藏提供了大量的太阳能资源。中国和相同地理位置的其它国家相比，就拿美国来举列子，美国因为其国土面积广大，并且国家的南北和东西幅度也很大，所以光阳能资源和美国相差不大。但是相比欧洲、日本等国家来说，中国因其广大的国土资源而导致所能获取的太阳能资源多的多，所以相比欧洲、日本的太阳能资源优越的多，因而有巨大的开发潜能【11,12】。光伏产业因为其制作成本的降低和绿色环保的条件下，国际上各国的光伏制造业都投入了大量的人力物力和财力，扩大了生产规模，并且还进行了许多与光伏相关的科研，以确保自己能在光伏产业具有一定的优势，并且拥有一定的地位。我国是世界上能源消耗排名第二大的国家，因此在光伏产业的投资也就显得尤为重要，我国在光伏产业的投资与研究也在大力开展中，并且国家给与了许多的政策和优惠，用来鼓励光伏产业的发展。我国在科技等方面原因的影响下，我国的光伏产业技术明显落后于很多国家，甚至于连印度都不如。但是我国十分重视光伏产业的发展，我国的光伏产业发展也因此十分的迅速，以每年30%的速度增长，在2006年底国内光伏电池的生产规模已经初具规模。因为国家的大力支持，对于光伏电池的研究也如火如荼的展开，并且也取得了一定的成果，光伏组件的工作效率不断上升。在随着对光伏产业的研究的情况下，光伏电池的生产成本也开始逐年的下降，从一开始的40元/瓦到后来的3~4元/瓦，并且随着时间的发展，我相信光伏发电的成本会低于传统的火力发电，并且有可能在某些方面取代传统的火力发电，可以说前景非常的广阔。
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