本文關(guān)鍵詞：太陽(yáng)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(wú)線傳感 電源管理系統(tǒng) 太陽(yáng)能

【摘要】：近些年水污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重,利用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)整個(gè)流域進(jìn)行監(jiān)控的應(yīng)用越來(lái)越頻繁。體積微小的無(wú)線傳感器由于其自身攜帶的電池能量十分有限,不能長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài)。采用綠色環(huán)保太陽(yáng)能源作為無(wú)線傳感器自供電能源的方法便可以解決其供電不足的問(wèn)題。本文根據(jù)野外監(jiān)測(cè)無(wú)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(shí)基于太陽(yáng)能的優(yōu)勢(shì),根據(jù)野外監(jiān)測(cè)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(yáng)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(duì)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(guò)改變反饋量的值對(duì)輸出的電壓進(jìn)行動(dòng)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(duì)電池電量進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)充放電電路的管理。測(cè)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(cè)試結(jié)果表明,在晴天天氣與多云天氣時(shí),設(shè)備可以在無(wú)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(shí),系統(tǒng)輸出的5V、12V和24V電壓浮動(dòng)分別為0.004%、0.020%和4.825%,系統(tǒng)處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。在陰雨天氣條件下,太陽(yáng)能極板的開(kāi)路電壓為7 mV,短路電流為1 mA,設(shè)備無(wú)法正常的工作。該項(xiàng)目能夠?qū)λ|(zhì)進(jìn)行高效實(shí)時(shí)監(jiān)控,避免了一些不必要的開(kāi)支�；谔�(yáng)能電池的電源管理系統(tǒng)由于體積小,能源自給自充,在野外無(wú)人值守的應(yīng)用中將會(huì)有廣泛的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：水污染 無(wú)線傳感 電源管理系統(tǒng) 太陽(yáng)能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外相關(guān)的發(fā)展現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 太陽(yáng)能電池的特點(diǎn)9-10
• 1.2.2 太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)及電源管理系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 太陽(yáng)能供電系統(tǒng)應(yīng)用的必要性11-12
• 1.3 太陽(yáng)能電池電源在應(yīng)用中存在的問(wèn)題12-13
• 1.4 本課題的主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 第2章 太陽(yáng)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(yáng)能電池基本原理14-19
• 2.2.1 太陽(yáng)能電池等效電路15-16
• 2.2.2 太陽(yáng)能電池的穩(wěn)態(tài)特性16-18
• 2.2.3 太陽(yáng)能電池的動(dòng)態(tài)特性18-19
• 2.3 太陽(yáng)能電池的分類19-20
• 2.4 太陽(yáng)能電池的伏安特性概述20-21
• 2.4.1 太陽(yáng)能電池的伏安特性分析20-21
• 2.4.2 溫度和日照強(qiáng)度對(duì)太陽(yáng)能電池輸出特性的影響21
• 2.5 太陽(yáng)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(jí)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(cè)試與分析45-54
• 5.1 引言45
• 5.2 基本參數(shù)45-47
• 5.3 測(cè)試數(shù)據(jù)47-51
• 5.3.1 太陽(yáng)能電池充放電數(shù)據(jù)測(cè)試47-48
• 5.3.2 蓄電池端電壓隨時(shí)間變化曲線48-49
• 5.3.3 環(huán)境光照對(duì)電源管理電路輸出的影響49-51
• 5.4 光照對(duì)輸出電壓影響的數(shù)據(jù)分析51-52
• 5.5 太陽(yáng)能電池功率輸出測(cè)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(gè)人簡(jiǎn)歷60

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 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(yáng)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(yáng)能光伏系統(tǒng)MPPT控制算法的對(duì)比研究[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2006年06期

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

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 任斌;有機(jī)太陽(yáng)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(yáng)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

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本文編號(hào)：1036759