發(fā)布時間：2021-04-20 05:45

　　無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自從新世紀(jì)以來,從理論已經(jīng)走入生活,對于無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的微小節(jié)點,用戶希望的是讓它們持續(xù)的、穩(wěn)定地工作,但是現(xiàn)實因素是許多無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（Wireless Sensor Network nodes,WSNs）的工作環(huán)境十分惡劣,并且節(jié)點數(shù)目巨大,遍布范圍甚廣,在電源方面,使用普通的電池根本無法滿足要求,因此,當(dāng)前的研究方向是收集利用環(huán)境中能量,實現(xiàn)電源的自供足,而最常見的自然能源就是光能,光能收集元件就是光伏電池。本文首先調(diào)研了國內(nèi)外各類與光伏電池相關(guān)的、帶有最大功率追蹤技術(shù)（Maximum Power Point Tracking,MPPT）功能的電壓轉(zhuǎn)換器芯片的研究成果,對已有的升壓轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)進行對比和總結(jié)。本文根據(jù)實際應(yīng)用場景,建立了光伏電池的系統(tǒng)級數(shù)學(xué)模型,對系統(tǒng)級結(jié)構(gòu)進行仿真,得到光伏電池的輸出特性曲線,以系統(tǒng)級仿真結(jié)果為基礎(chǔ),建立了光伏電池的電路模型,為后續(xù)的升壓轉(zhuǎn)換電路設(shè)計提供仿真源;分析了各類MPPT算法,最后選擇適合硬件實現(xiàn)精度較高的擾動觀察法,并且建立了擾動觀察法的系統(tǒng)級模型,仿真得到MPPT算法的運算結(jié)果,驗證了MPPT算法與光伏電池輸出特性的... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外研究成果綜述
    1.3 主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第2章 光伏電池的建模與MPPT算法研究
    2.1 光伏電池的原理與建模
        2.1.1 光伏電池的原理
        2.1.2 光伏電池的系統(tǒng)級建模
        2.1.3 光伏電池的電路設(shè)計與仿真
    2.2 MPPT原理與算法分析
        2.2.1 MPPT算法原理
        2.2.2 MPPT系統(tǒng)級建模與仿真
        2.2.3 MPPT算法分析與修正
    2.3 本章小結(jié)
第3章 升壓轉(zhuǎn)換芯片電路設(shè)計與仿真
    3.1 升壓芯片整體方案設(shè)計
        3.1.1 升壓結(jié)構(gòu)分析
        3.1.2 帶有MPPT的升壓轉(zhuǎn)換器整體方案
    3.2 四相位高效率電荷泵的電路設(shè)計
    3.3 MPPT控制模塊的設(shè)計
        3.3.1 低功耗比較器和D觸發(fā)器的設(shè)計
        3.3.2 MPPT系統(tǒng)設(shè)計和仿真
    3.4 四相位時鐘產(chǎn)生電路的設(shè)計
        3.4.1 兩相不交疊時鐘
        3.4.2 四相不交疊時鐘
    3.5 納安級電流基準(zhǔn)電路的設(shè)計
    3.6 電流饑餓型振蕩器的設(shè)計
    3.7 控制時鐘產(chǎn)生電路的設(shè)計
    3.8 升壓轉(zhuǎn)換電路整體仿真
    3.9 本章小結(jié)
第4章 升壓轉(zhuǎn)換芯片版圖設(shè)計及后仿真
    4.1 版圖設(shè)計
        4.1.1 深N阱工藝
        4.1.2 電荷泵版圖設(shè)計
        4.1.3 MPPT模塊版圖設(shè)計
        4.1.4 整體電路版圖設(shè)計
    4.2 后仿真結(jié)果
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]低功耗的電流饑餓型環(huán)形振蕩器[J]. 毛帥宇,葉彤旸,郭紅.  電子世界. 2015(23)
[3]EasiSolar:一種高效的太陽能傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 張靜靜,趙澤,陳海明,崔莉.  儀器儀表學(xué)報. 2012(09)
[4]光伏陣列最大功率點跟蹤控制方法綜述[J]. 周林,武劍,栗秋華,郭珂.  高電壓技術(shù). 2008(06)
[5]智能微塵發(fā)展與應(yīng)用前景[J]. 錢光耀,趙光興,盧宇.  傳感器世界. 2006(07)
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博士論文
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[3]用于便攜式醫(yī)療電子設(shè)備的低壓低功耗電源管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳明陽.浙江大學(xué) 2013
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碩士論文
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[2]自供電無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量管理研究[D]. 戴海成.蘭州交通大學(xué) 2018
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點低功耗電源管理芯片研究[D]. 謝偉杰.電子科技大學(xué) 2018
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[5]高頻隔離型準(zhǔn)Z源光伏微逆變器的控制策略研究[D]. 司文旭.重慶理工大學(xué) 2017
[6]太陽能電池最大功率跟蹤芯片的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 劉放.浙江大學(xué) 2015
[7]一款具備恒流輸出功能的BOOST型DC-DC轉(zhuǎn)換器XD1415的研究與設(shè)計[D]. 王振東.西安電子科技大學(xué) 2014
[8]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)太陽能電源管理電路設(shè)計[D]. 王大美.吉林大學(xué) 2014
[9]基于室內(nèi)光能和振動能的復(fù)合式能量采集微電源系統(tǒng)研究[D]. 劉鵬宇.重慶大學(xué) 2013
[10]基于固定電壓法的太陽能電池MPPT控制芯片[D]. 葛麗芳.浙江大學(xué) 2008



本文編號：3149094