光伏风扇驱动器的优化与设计

摘要

现如今，人们越来越关注低碳生活，可再生清洁能源-太阳能的安全、清洁、无污染的优势，使其无疑成为替代煤炭、石油发电的最炙手可热的绿色能源。光伏风扇作为太阳能产业的重要产品，解决了阳光充足却缺乏输电设施的中国无电地区、无电人口和非洲国家的基本生活问题，提高了人们的生活水平；解决了高大宽阔的工业厂房、物流仓储和人口密集的候车室、商场等场所的空气流通，改善了空气质量。故而，光伏风扇驱动器带来的社会效益不言而喻。
　　本文深入调研、分析了光伏风扇驱动器的特点，根据选取的合适的系统方案和整体结构，完成了驱动器硬件电路的拓扑结构的设计，编写了控制系统的软件程序，并完成了对光伏风扇驱动器的测试。文中详细介绍了构成驱动器的模块的设计以及相关关键技术，并按照可靠性、稳定性和经济性的指标，从系统角度深入剖析驱动器的硬件和软件设计，对系统进行了优化。
　　论文主要内容包括：
　　1、详细介绍光伏风扇驱动器的整体结构，选择以STM32F103VET6作为主控制器的硬件电路拓扑结构。
　　2、完成驱动器硬件电路的设计，根据最大功率点跟踪的基本原理，在研究与分析传统的最大功率点跟踪算法的基础上，对扰动观察法进行一定的改进和优化，设计适合于本系统的最大功率点跟踪的实现方法。
　　3、详细介绍供电方式的智能管理电路及软件控制策略。设计蓄电池充电电路及扩展接口，在研究与分析常用的蓄电池充电方法的基础上，设计优化的适合本系统的四阶段充电法。
　　4、改进数据采样的软件设计，提高数据的精确度。
　　5、完成驱动器主程序和各子程序的设计与编写，通过实际测试得到良好效果。

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第一章 绪论

1.1 光伏风扇技术的应用背景

1.2 光伏发电技术在国内外的发展现状

1.3 本课题的研究内容

1.4 论文结构

第二章 光伏风扇驱动器的整体结构与光伏的工作原理

2.1 光伏风扇驱动器系统的整体结构

2.2 光伏电池的基本工作原理

2.3 本章小结

第三章 光伏风扇驱动器电路的选择与设计

3.1 DC-DC升压模块

3.2 DC-AC逆变模块

3.3 辅助电源模块

3.4 采样电路设计

3.5 硬件保护电路模块

3.6 本章小结

第四章 光伏风扇驱动器的供电方式管理和MPPT控制策略

4.1 系统供电结构

4.2 供电方式的智能选择

4.3 蓄电池充电模块

4.4 蓄电池充放电管理策略的研究与优化

4.5 MPPT控制策略的研究与优化

4.6 本章小结

第五章 系统软件设计

5.1 系统主程序

5.2 光伏风扇驱动器的软件优化

5.3 故障异常检测

5.4 本章小结

第六章 系统调试与测试

6.1 系统调试环境

6.2 系统测试

6.3 本章小结

第七章 总结和展望

致谢

参考文献

硕士期间取得的研究成果