太阳能电池升压电路的设计与仿真全解析.pdf太阳能电池升压电路的设计与仿真全解析pdf,针对这个问题

文件名称: 太阳能电池升压电路的设计与仿真全解析.pdf

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详细说明：太阳能电池升压电路的设计与仿真全解析pdf,针对这个问题，国内也有关于太阳能电池升压控制电路的相关设计，但只给出了主体设计及充电电路，未进行深入的分析与验证。本文根据 DC-DC 变换电路的特点，设计了电源输入电路、脉宽调制电路以及推挽电路，通过 MulTIsim 软件对各部分电路进行仿真，验证了该方案的可行性。1)输出脉冲频率是工作频率,由*脚到接地端的定时电阻RT和7脚连到地的电容器CT决定,频率值为 181.18 =5.78(1) R?Cr5.1×0.04 其中RT单位为uF,f单位为kl。 2)2脚和16脚(5V基准电压稳压输出)均接有5.1KΩ的电阻,经两脚电阻分压后得2脚基准电压为2.5V。 3)SG3524的11脚和14脚输出方波脉冲,幅值为9.0,频率约为5.8kl, 相位相反。 2.3推挽变换器的设计推挽电路结构如图4所示,它由逆变器(DCAC)、高频整流滤波(ACDC) 电路及控制驱动电路组成。两个高频开关三极管TIP1A和变压器组成推挽逆变电路,将直流输入变换为高频方波脉冲,其屮,开关三极管也有电流敚大的作用, 二次侧输出的高频正负脉冲电压经二极管整流成2倍于开关管频率的正向脉冲。 TIP41A CT D R8330g D3 R6 5.1k!2 TRANS /7 R1U D2 5. 1 KQ2 TIP41A e中《 EE.ofwe keom 尺9330g 工程网 TRANS2 =C6 对推换电路进行仿真,结果如图5所示。由图可知,开关管在关断瞬间会生很高的电压尖峰脉冲,反向恢复过程中也会岀现很高的反冋恢复电压尖峰脉冲。这是由开关电源电路中变压器的漏感,布线的引线电感和输出整流快速恢复二极管的存储效应引起的。因此,必须在功率器件两端设置尖峰电压吸收电路 Weeki 电子工程网经反复实验调试,确定吸收电路的电容C=1n,电阻R=100Q,再次对该电路进行仿舆,结果如图6所示。与图5进行对比发现,加入缓冲电路前产生的脉冲尖峰消失,说明设计的缓冲电路能很好地吸收脉冲尖峰,抑制了噪声 oFweeIEL 电子工程网 2.4高频变压器设计高频变压器设计条件如下:输入电压为9±5%5kHz;输出额定电压为14V; 开关频率为50kHz;整流管压降VF为0.5V;占空比为0.4。根据实际要求得 P=(Vo+vv)lo=38.5 W 根据PI值,选用PQ20\20磁心比较合适,变压器传输功率为47W 通过理论计算和实际应用可取变压器一次绕组的匝数和二次绕组的匝数分别为18T和28T,变压器初级采用线径0.6mm的漆包线,次级采用0.5m漆包线。变压器仿真结果如图7所才电子工程网由仿真波形可以看出,由于缓冲电路电容和电阻的选值相对较大,尖峰电压吸收较好,在图7中几乎看不到尖峰电压,放大后,可以看到有微小的尖峰电压。可见,变压器符合设计要求。 2.5LC滤波电路的设计 1)设计的总体要求为:输入电压为9.0V:输出电压为14V;占空比D为0.8; 允许纹波电流峰值△IL为10mA 2)电容的设计要求;推挽变换器输出滤波电容器的计算公式为 C=(1-D)J 1-D)V 8△U0(2)232AU0 (3) 已知△IL=10mA,选取工作电压MM=36V。由式(3)可计算出电路中所需电谷C=1200uF。 3)电感的设计要求:对丁推挽、全桥变换器而言,电感计算公式可表示为 L=D(1-D)(1+).Avn(4) 1-K) 由式(4)及设计的总体要求,可以计算出所需电感L=0.6mlH。通常人一点的电感对减小输出纹波的效果更好,因此这里选取L=0.8ml。滤波电路参数设定后,用 Multisim软件进行仿真,结果如图8所示。由仿真波形可以看出,该电路能在极短时间内升压至设定电压值,而且经过LC滤波电路平滑高频,输岀稳定直流电压,可见该升压中路对输入屯压冇很好的调节作用;对所设计的缓冲、滤波等电路的电子元件的选择是合理的;功率器件也符合该升压电路的设计要求。由此可以说明,木文的设计方法正确,结果符合设计要求 Fweercl 电子工程网本文以太阳能电池升压电路为硏究对象,根据太阳能的不稳定性问题,确定了以 Boost电路的DCDC变换电路为解决方案。对滤波电路、脉宽调制电路、推挽变换器和整流滤波电路进行了分析和设计。用 Multisim软件对电路进行了仿真,结果证明本文的设计在理论上是可行的。该设计性能可靠、结构相对简单成本低、重量轻、体积小,具有较大的应用潜力

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