本文關(guān)鍵詞：太陽能電池電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 水污染 無線傳感 電源管理系統(tǒng) 太陽能

【摘要】：近些年水污染問題日趨嚴(yán)重,利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)對整個流域進(jìn)行監(jiān)控的應(yīng)用越來越頻繁。體積微小的無線傳感器由于其自身攜帶的電池能量十分有限,不能長時間處于工作狀態(tài)。采用綠色環(huán)保太陽能源作為無線傳感器自供電能源的方法便可以解決其供電不足的問題。本文根據(jù)野外監(jiān)測無人值守供電系統(tǒng)的需求,研究了鉛蓄電池充放電管理的工作原理。同時基于太陽能的優(yōu)勢,根據(jù)野外監(jiān)測多電壓的需求,采用ARM處理器設(shè)計(jì)了一種多輸出端口的太陽能電池管理系統(tǒng)。利用充電模塊和DC-DC升壓芯片,實(shí)現(xiàn)對輸入電壓進(jìn)行有效地升壓以及蓄電池的充電,完成5 V、12 V和24 V三路的電壓輸出。該電路可以通過改變反饋量的值對輸出的電壓進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。電源管理系統(tǒng)最大的輸出功率達(dá)到了20W。采用基于LPC2119的ARM微處理器片內(nèi)AD對電池電量進(jìn)行監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)對充放電電路的管理。測試并分析了在晴天、多云和陰雨不同環(huán)境下的系統(tǒng)的電壓輸出。測試結(jié)果表明,在晴天天氣與多云天氣時,設(shè)備可以在無負(fù)載、有負(fù)載狀態(tài)下正常運(yùn)行。在多云天氣條件下,系統(tǒng)有負(fù)載的時,系統(tǒng)輸出的5V、12V和24V電壓浮動分別為0.004%、0.020%和4.825%,系統(tǒng)處于一個相對穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。在陰雨天氣條件下,太陽能極板的開路電壓為7 mV,短路電流為1 mA,設(shè)備無法正常的工作。該項(xiàng)目能夠?qū)λ|(zhì)進(jìn)行高效實(shí)時監(jiān)控,避免了一些不必要的開支�；谔柲茈姵氐碾娫垂芾硐到y(tǒng)由于體積小,能源自給自充,在野外無人值守的應(yīng)用中將會有廣泛的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：水污染 無線傳感 電源管理系統(tǒng) 太陽能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)的發(fā)展現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 太陽能電池的特點(diǎn)9-10
• 1.2.2 太陽能電池產(chǎn)業(yè)及電源管理系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 太陽能供電系統(tǒng)應(yīng)用的必要性11-12
• 1.3 太陽能電池電源在應(yīng)用中存在的問題12-13
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容13-14
• 第2章 太陽能電池最大功率跟蹤的基本原理14-26
• 2.1 引言14
• 2.2 太陽能電池基本原理14-19
• 2.2.1 太陽能電池等效電路15-16
• 2.2.2 太陽能電池的穩(wěn)態(tài)特性16-18
• 2.2.3 太陽能電池的動態(tài)特性18-19
• 2.3 太陽能電池的分類19-20
• 2.4 太陽能電池的伏安特性概述20-21
• 2.4.1 太陽能電池的伏安特性分析20-21
• 2.4.2 溫度和日照強(qiáng)度對太陽能電池輸出特性的影響21
• 2.5 太陽能電池最大功率跟蹤技術(shù)21-25
• 2.5.1 最大功率跟蹤的基本原理21-22
• 2.5.2 常用最大功率跟蹤方法的分析與比較22-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第3章 電源管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 鉛酸電池的工作原理26-29
• 3.2.1 鉛酸電池的基本原理26-28
• 3.2.2 鉛酸電池的充放電方式28-29
• 3.3 總體電路設(shè)計(jì)方案29-31
• 3.4 嵌入式控制板核心處理器的選型31-32
• 3.5 嵌入式控制板核心電路設(shè)計(jì)32-34
• 3.6 電源管理電路的設(shè)計(jì)34-37
• 3.6.1 蓄電池充電電路的設(shè)計(jì)34-35
• 3.6.2 多級電源輸出電路的設(shè)計(jì)35-37
• 3.7 本章小結(jié)37-38
• 第4章 電源管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)38-45
• 4.1 引言38
• 4.2 軟件總體設(shè)計(jì)方案38-40
• 4.3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)40-44
• 4.3.1 電源管理系統(tǒng)軟件的初始設(shè)定40-41
• 4.3.2 鉛蓄電池充放電軟件設(shè)計(jì)41-43
• 4.3.3 A/D采樣和屏幕顯示程序設(shè)計(jì)43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 系統(tǒng)測試與分析45-54
• 5.1 引言45
• 5.2 基本參數(shù)45-47
• 5.3 測試數(shù)據(jù)47-51
• 5.3.1 太陽能電池充放電數(shù)據(jù)測試47-48
• 5.3.2 蓄電池端電壓隨時間變化曲線48-49
• 5.3.3 環(huán)境光照對電源管理電路輸出的影響49-51
• 5.4 光照對輸出電壓影響的數(shù)據(jù)分析51-52
• 5.5 太陽能電池功率輸出測試分析52-53
• 5.6 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 致謝59-60
• 個人簡歷60

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 吳俊娟;姜一達(dá);王強(qiáng);孫孝峰;;一種改進(jìn)的光伏系統(tǒng)MPPT控制算法[J];太陽能學(xué)報(bào);2012年03期

2 崔巖;蔡炳煌;李大勇;胡宏勛;董靜微;;太陽能光伏系統(tǒng)MPPT控制算法的對比研究[J];太陽能學(xué)報(bào);2006年06期

3 郝國強(qiáng),張德賢,張存善,張延生;非晶硅太陽能電池的新進(jìn)展[J];飛通光電子技術(shù);2002年04期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 任斌;有機(jī)太陽能電池材料及其器件的研究[D];華南師范大學(xué);2003年

2 吳瑜之;晶體硅太陽能電池選擇性擴(kuò)散及表面鈍化研究[D];云南師范大學(xué);2002年

，

本文編號：1036759