小容量高效太阳能供电系统设计制作

摘要

太阳能是大自然再生绿色能源，利用太阳能光伏发电并通过逆变装置可以提供持续稳定的正弦波交流电，为不便铺设电网的地区提供一种供电方式，满足当地的用电需求，提高生活水平和质量。 本文对适用于离网式太阳能发电的单相正弦波逆变电源的硬件系统结构进行了设计，在分析了逆变主电路的三种常用的拓扑结构的优缺点后，确定选用全桥逆变拓扑结构，并根据正弦波脉宽调制（SPWM）原理设计了SPWM信号生成电路和功率MOSFET隔离驱动电路，以及高频开关辅助电源；通过仿真分析，设计了主电路的无源阻容吸收网络，提高了逆变器运行效率；设计了光电式PIC单片机控制的自动追踪太阳的系统，系统中利用光敏电阻作为检测头，步进电机作为执行机构的方案，达到充分利用日照能量的目的；结合太阳能光伏发电的特性，设计了基于PIC单片机控制的双标三阶段智能充电方法，有效的延长蓄电池的使用寿命，真正实现了小容量高效太阳能电源供电系统的设计目标。本设计利用PIC仿真编程器实现了对检测头电压的A/D转换，并利用LM298驱动芯片实现了对步进电机的控制。通过合理计算选择参数并结合仿真分析，仿真出50W,220V/50Hz的正弦波逆变电源的波形，验证了其设计思想的合理性。