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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电池英才网脉冲倍压理论在光伏系统铅酸蓄电池充电中的应用.精品文档. 电池英才网（脉冲倍压理论在光伏系统铅酸蓄电池充电中的应用 电气 应 用 年第 卷第 期 脉 冲倍 压 理 论 在 光 伏 系 统 铅 酸 蓄 电 池 充 电 中的 应 用 杨 燕翔 西 华 大 学 电 气信 息 学 院 摘 要 将 脉 冲 倍 压 理 论 运 用 于 太 阳 能 光伏 系 统 的 蓄 电 池 充 电 技 术 中 通过 软 件 的仿 真 关键词 显 示 了这 种 充 电 技 术 的 运 用 可 以 在 不 损 失 太 阳 电 能 的前 提 下 避 免传 统 电
2、池 充 电 方 法 中存 在 的较 严 重 的极 化 现 象 光 伏 系统 并 可 提 高 蓄 电池 的寿 命 和 充 电效 率 充 电效 率 脉 冲倍 压 引言 在 太 阳 能 光伏 系 统 中 法 但 这 种 方 式 仅 仅 是 针 对 延 长 电池 工 作 寿 命 的措 施 在太 阳 能 光伏 系 统 中 太 阳 能 电池 对 铅 酸 蓄 电 需 考 虑 的 问 题 除 了 电池 的工 作 寿命 还要 考 虑 太 阳 能 的转换 效 率 由于 传统 的 池 的充 电 电 流 通 常 是 非 恒 流 由 于 没 有 去极 化 措 施 非恒 压 的 随机 充 电 脉 冲充 电法是 采 用 斩
3、 波原 理 的周期 中 在 充一 停 一 放 一 停 充 电 过 程 中存 在 较 严 重 如析气 在 停一 放 一 停 期间 太 阳能光伏 系 的极 化 现 象 带 来 严 重 的负 面 效 果 温 统转换 的 电能被 闲 置 太 阳 能 的转换 效 率 降低 升 命 极 板 活性 物质 脱落等 增 加使用 成 本 这些 因 素折损 蓄 电池 寿 影 响 了太 阳 降低 了 充 电效 率 脉 冲 倍 压 式 铅 酸 蓄 电池 充 电 法 的 原 理 太 阳能 光 电池 组 是 由 电池 通 过 串联 和 并 联 组 成 照 度 的影 响 电能 的推 广 应 用 果 的方 法 之 一 脉 冲
4、充 电方 式 是 解 决 上 述 负 面 效 的单 位 源 太 阳 能 光 可 以 得 到 在 额 定 电压 下 可 是 斩 波 方 式 形 成 的脉 冲将 是 以 损 失 太 阳 能光 伏 系统 电 能 为代 价 的 负面影响 如何才能既解决 不 同输 出功 率 的太 阳 能 光 电池 组 件 由于 受 太 阳 光 太 阳 能 光 伏 系统 中对 铅 酸 蓄 电池 随机 充 电法 带 来 的 又 不 以 损 失 太 阳 电能 为 代 价 通 常 只 有 在 正 午 时 达 到 额 定 电压 而 采用脉冲 在 清晨 和 黄 昏时 太 阳 能 光 电 池 组 件 的 输 出 电压 是 按 一 定
5、 的规 律 递 减 的 表 太 阳 电池 主 件 实验地 点 时间 电压 型号 倍 压 式 铅 酸 蓄 电池 充 电法 可 以 得 到理 想 的效 果 如表 年 月 所示 传 统 铅 酸 蓄 电池 充 电法 在 太 阳 能 光 伏 系 统 运 用 中存 在 的 问 题 充 电过 程 对 蓄 电池 循 环 工 作 性 能 产 生 影 响 是 众 所周知 的 日 实 侧 数 据 曲线 电 能转 换 实 验 数 据 四 川 成 都 西 华 大学 第二 教 学 楼顶 如 果 电池 长 期 处 于 欠 充状 态 即 活性 物 质不 能得到全部 的反应 那 么将会导致 一部分 由于 长 期 不 能 参 与
6、 反 应 去反 应 能 力 而发生钝化甚 至 失 时间 电压 造 成 电池 工 作 容 量 减 小 另一 方面 如 果 电池 在 充 电过 程 中经 常 发 生 过 充 电池 内 部 大 量 析 气 活性 物 质 脱 落 板 的破 损 这样会 造 成 电 按 常规方式 充 电时 而 在 清 晨 和 黄 昏时 正 午 时是 近似恒 压式 的充 产 生 大量热 量 还 有极板 表面 由 于 太 阳 能 光 电池 组 的输 金 属 板 栅 或 集 流 体 的腐蚀 甚 至极 出电 压 下 降 时 当输 出 电 压 小 于 铅 酸 蓄 电池 这 些 都 会 对 电池 造 成 恶 劣 的影 响 加速 充
7、电过程 将 停 止 为 了 减 小 恒 压 式 的 充 电对 铅 其老化 缩 短 电池 的工 作 寿命 酸蓄 电池 的 损 害 在 通 常情 况 下 采用 应 采 用 脉 冲式 充 电 但 脉 冲式 充 为 了延 长 电池 的 工 作 寿 命 脉 冲充 电法 的 相似 电的间 隙期 和 太 阳 能 光 电池 组 输 出 电压 小 于 铅 酸 蓄 电池 的时 期 充一 停 一 放一 停 的循 环 方 式 这 转换 的太 阳 能 将 白 白损 失 和 消 除极 板 硫 化 的 传 统 方 法 反 复 充 放 电法 十分 脉 冲倍 压 式 铅 酸 蓄 电池 充 电方 法 的基 本 思 想 就 是 既
8、 不 损 失 脉 冲 式 充 电 的 间 隙期 和 太 阳 能 光 电池 组 是 消 除 铅 酸 蓄 电 池 极 板 的硫 化 的 有 效 措 施 一 一 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 脉 冲倍 压 理 论 在 光 伏 系 统 铅 酸 蓄 电 池 充 电 中 的 应 用 电 气 应 用 年第 卷第 期 输 出 电压 小 于 铅 酸 蓄 电池 的 时期 的太 阳 能 的 电路 后 实 现 的 又 可 采 用 脉 冲 充 电法 来 延 长 电 池 的工 作 寿 命
9、 脉 冲倍压 式 铅 酸 蓄 电池充 电法 采 用 的基 本 原 理 是 控制 电路 升 压 斩波 原理 其 电原 理 图及工 作波 形 如 图 所示 卿 二 令 厄 土 下 二 习 太阳能 电池 升压 斩波 工 作 波 形 匕一一上二二二二二 生士上一 图 口 图 升 压 斩波 电原 理 图及 工 作波形 分析 时 效应 管 载 设 电路 中 的 值和 电源 同时 电容 值很 大 向 电感 当场 充电 脉 冲倍 压 式 铅 酸 蓄 电 池 充 电 电 路 处 于导通态时 脉 冲倍 压 式 铅 酸 蓄 电 池 充 电 电 路 中起 开 关 作 用 的场 效 应 管 由单 片 机 控 制 充 电
10、 电流基 本 恒 定 为 的 电压 向负 经 过 实验 的开 关 周 供电 因 电容 值很大 基 本 保 持 了输 出 电 期参数被 编人程序 间 占 空 比 的调 节 实 现 对 开 关 时 间周 期 和 导 通 时 压值 恒 定 为 在 此 期 间 电感 于断开态时 设 处于导通态的时间为 以 达 到没 有 太 阳能 损 耗 的倍 压 脉 上 积 蓄的能量 为 电源 和 电感 当 处 冲充 电 上 的能量 一起 向 电 脉 冲 倍 压 式 铅 酸 蓄 电池 充 电 电路 的仿真 脉 冲倍 压 式 铅 酸 蓄 电池 充 电 电 路 的 仿 真 是 建 立 在 脉 冲式 电池 充 电方 法 是
11、 消 除 铅 酸 蓄 电池 极 板 的硫 化的有效 措施 容 充 电 并 向负 载 提供能量 设 处 于断开态 释放 的能量 为 的时 间 为 一 则 在 此 期 间 电感 当 电路 工 作 达 平 衡 态 时 在一个 周期 即 中 电感 积 蓄 的 能 量 和 释 放 的 能量 相 等 可 以 延 长 电池 工 作 寿命 这里 的 仿 真 仅 局 限 于 脉 冲倍 压 式 铅 酸 蓄 电池 充 电方 法 在 太 阳 能 光 伏 系 统 中应 用 可 以 不 损 失 太 阳 能 转 换 效 率 的论 证 二 一 化 简得 图 些 兰 竺三卫丝 所示 为 太 阳 能 电池 对 铅 酸 蓄 电池
12、充 二 工 电 的 仿 真 放 大 后 的充 电动 态 波 形 为 导 通 时 间 占空 比 为 其中 时 脉 冲周 期 电感 值 取 式 中的 八 为 导 通 时 间 占空 比 横 线 为 太 阳 能 电池 输 出 电压 脉 冲 波 为倍 也可 称 为 升 压 系 数 的大 小 调 节 其 大 小 可 改 变 输 出 电压 二 压 斩 波后 的波 形 当 时 忍 仿 真 结 果 波 形 揭 示 了两 个 结 论 波形在启动后 后趋 于稳定状态 成 为 倍 压 斩 波 脉 冲 源 电路 脉 冲波 的 幅 值 趋 于 两 倍 太 阳 能 电池 输 出 电压 由于 在 相 同 的 负 载 条 件
13、下 一倍 以 上是通过理 论 上 的分 析 表 明 脉 冲倍 压 电 路 在 脉 电压 提 升 接 近 冲 间隙时 期 的 电能并不 会损 失 存储 在 脉 冲期 释 放 现 而 是 通 过 电感 器 件 的 的大小 在 一 个 周期 中 对 电池 充 电 的 电 能 为恒 压 充 但 是 否 一 定 是 以 电压 的 形 式 体 电方 式 对 电 池 充 电 的 电 能 为 儿 脉 冲倍 压 方 式 则要根据 脉 冲倍 压 电源 的 内 阻 和 负 载 对 电池 充 电 的 电能 为 为 太 阳 能 电池 输 出 电压 的充 电 电 流 见节 其中 而定 这里想 说 明的是 能量没 有 因为
14、 斩 波 而 损 失 为 电源 为 占空 比 为 向 电感 的脉 冲 脉 冲倍 压 式 铅 酸 蓄 电池 充 电 法 的 硬 件 实 现 脉 冲倍 压 式 铅 酸 蓄 电 池 充 电 电 路 是 在 微 功 耗 太 阳跟 踪 装 置 的 控 制 电 路 础上增加 基 波周期 量相等 两 种 充 电方 式 在 相 同 时 间 内对 电池 充 电 的 电 能 了如 图 所示 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 电 气 应 用 年第 卷第 期 脉 冲倍 压 理 论在 光
15、伏 系 统 铅 酸 蓄 电池 充 电 中 的 应 用 光 伏 系统 的 使 用 成 本 降 低 积极 的 意 义 对 太 阳 能 的推广 应 用 有 参考文 献 【 郭亮 电动 车用 蓄 电 池 充 电技 术 的进 展 电池 王秋虹 李龙 黄俊 金莉萍 等 脉 冲充 电 对 铅 酸 蓄 电 池 硫 酸 盐 化 的影 响 电源技术 王 兆安 图 电 力 电子 技 术 【 版 北京 机 械工业 出版社 脉 冲倍 压 式 充 电 电 路 的 仿 真 和 放 大 的 仿 真 波 形 图 杨 景常 杨燕翔 杨 晓龙 等 采用 微 功耗控 制器 太 阳能学报 结束 语 从 前 面 的理 论 分 析 和 仿
16、 真结 果 可 以 看 出 提 高太 阳 能 光 伏 效 率 的 研 究 采用 脉 冲倍 压 技术 对 蓄 电池 充 电 有 以 下 优 点 可 以 在 不 损 失 太 阳 能 转 换 效 率 的前 提 下 实 现 延 长 铅 酸 蓄 电池 工 作 寿命 在 太 阳能光伏 系统 中 梦 在 每天 清晨和傍 晚 太 阳 能 电池 入 射 太 阳 能 不 足 的 情 况 下 太 阳 能 电池 输 出 电压 相 对 低 此 时 的 充 电过 程 是 停 止 的 采用 肠 。, 户 目 脉 冲 倍 压 式 铅 酸 蓄 电池 充 电方 法 后 利用 率进 一 步得 到提高 经 过倍压 每 天 对 蓄 电
17、池 充 电 的 有 效 时 间得 到 延 长 使太 阳能 的 一 助 在 太 阳 能 光 伏 系统 中 增 加 脉 冲倍 压 式 铅 酸 山 蓄 电池 充 电 电 路 所 投 人 的成 本 很 低 但 它 延 长 电池 工 作 寿 命 并 进 一 步提 高 太 阳 能 的 利 用 率 使 太 阳能 收 稿 日期 一 一 上接第 页 北京 机 械 工 业 出 版社 不平衡度 为 左右 结束语 采用低通 滤 波 器 积分器 肋 加 上 比较 器 。 】盯 代 替 运 放来 产 生 电 流 信 号 格 能 使 电路 工 作 十 分 稳 定 这种新 的均 流 技 术 对 均 分 回 路 的增 益 要
18、求 不 很 严 因此 有 很 广 的应 用 前 景 参考文 献 加。 张 占松 蔡宣三 开关 电源原理 与设计 北京 二 右 】 电子 工 业 出 版社 赵效敏 开 关 电 源 的设 计 与 应 用 上海 上海科 讨 学普及 出版社 王 家庆 智能 型 高频 开 关 电 源 系统 的原 理 使用 与维 修 人 民 邮电 出 版社 心 收 稿 日期 一 北京 李宏 电 力 电 子 设 备 用 器 件 与集成 电 路 应 用 指 南 【 一 一 一 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.1