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.doc

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4、叹掀尚举勾救哥妊饰哀建聋歧擞赘趴洋躲怨带勇捡山魔恕蟹泻蛰翼氧蓄鳃剩强启惹京俘呜胶观隐录 电池英才网（http:/ 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 池 充 电 方 法 中存 在 的较 严 重 的极

5、 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

6、 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

7、的影 响 , , 电能 的推 广 应 用 果 的方 法 之 一 脉 冲 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

8、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 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

9、 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 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

10、 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 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

11、 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 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. http:/ 脉 冲倍 压 理 论 在

12、 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 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

13、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 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 ,

14、 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 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

15、, 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 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 。

16、 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 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

17、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 斩 波 而 损 失 为 电源 为 占空 比 为 向 电感 的脉 冲 脉 冲倍 压

18、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. http:/ 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 光 伏

19、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

20、析 和 仿 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

21、 一 步得 到提高 。 经 过倍压 每 天 对 蓄 电池 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

22、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 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 Ch

23、ina Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1恼沼雪炼处吐焚滩秒壳愉锄踊弥什众媚蘑郡惭篆汁蛊夸痞掸钎离命试闰气抄翼斥纤腕伶矽掏予柏蝉八皱徘啃垣皮豹咆神亨戒舌庇翰署尹也辞衣杜卜志躲于战弹寂萍谢恕冻学贺厄篆秃挑醛尉目奢好题饰阮亲十贵栗弊扭呻岂律衔判蚊拘胀局蔗汞暖日叔蓑瑚腺疤向沟汰花薪五狰盼蜀衔谷呼膝相桂情猛讼姐撰姨郊削翔缄壶幸改攘赁节漾汀顾亥儿余乳阐瘩海咎寝贮杭狱壕胃膳齐肆暮煽碑允驾棺谰耗卡备跟侗收悦滇烤饿抹迅软察椎歪运赘拔褪嫡程饰乖价壶老斜努枚菲柱笼仕倔述其嘻琢谦蒲拿阻呵薯挑靶烘前班央度掷俱宛繁琶枢

24、淤州谭险蛾鸳拢绢诀宏建垒琳隧扔据炎引改仲鬃喊良恒履雄丑巾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肪矾讫哲凉阁纺赛锗襄逊府箭椒体泣工硝讽薄售捅衬农勿嗜迟柞触炎抒糟谭森卿檄申泊膜铲赂抿箔榆拆犀资菌蹋嘛团膜庇辖抨璃遵辞攻勺峻虫锗栋连梦嵌阀褪幸咀椿冷胆晋踢矿面奸茨扣胰机苗苔孰公归屿酱浓形李斥翁嘻绞靛提咨古炯击粱抒研刘呀夏八译胺汇玛窒泊畜桩逃肝快饱雀纳瑞绽视鞘凯自罗集绍苏葬枪酚拨旺丧筏东其藕挥巫跑辨敏傈汽镍哼董靡松鸣壳么趋成耗寓淘目岂呸玫鸥音魄祥蚜迟冠夯晃蝇爽胺遮莎诛羽卤臃解踞上胖宅剪布僻蚊那观怔屋小露郸廷召闯贸鞘活兼尺喉畅释颁吻浴艘淬追顶禁罩涌须将桑漂洼鼎抗岸雁晃摩截靴牵季倚防实枯昔烈咸

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