博碩士論文 107226010 詳細資訊




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姓名 曾柏宬(Bo-Cheng Zeng)  查詢紙本館藏   畢業系所 光電科學與工程學系
論文名稱 太陽能正負脈衝動態分配電池管理系統
(Battery Management System of Photovoltaic Dynamic Allocation Positive/Negative pulse)
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摘要(中) 本研究主要目的為建立一套可調式正負脈衝動態分配式電池充放電系統,應用於太陽能總線電源系統中,藉由軟硬體的配合,可達到應對太陽能晝夜變化、天候烏雲變化之影響。
本系統設計對象為12V之鉛酸電池,系統中包含充放電迴路,搭配總線電源可擴充式的優點,可均衡分配各鉛酸電池中的電量。
本系統以PIC18F4520微處理器為核心來進行系統的數位控制,充電管理利用偵測電路偵測總線電源電壓,並可經由比對太陽光的強弱輸入條件,搭配正負脈衝進行充電優化,電池放電管理採用偵測負載大小,以此作為PWM的控制基準,降低整體輸出的能量損失。
經實驗後,在充電部分,採用變頻式脈衝充電相較2於定頻脈衝充電效率最少提升5%,在供給負載方面,能量轉換率可達86%。
摘要(英) The main purpose of this study was to establish an adjustable positive/negative pulse dynamic distribution of battery charging and discharging system, which is applied to the solar power bus system.With the cooperation of hardware and software, it can counter the effects of weather and diurnal fluctuation.
The design object of this system is a 12V lead-acid battery. The system includes a charge and discharge circuit.With the advantages of power bus, it can evenly distribute the power in each lead-acid battery. This system uses the PIC18F4520 microprocessor as the core to perform digital control of the system.
The management of charge uses the detection circuit to detect the power bus voltage,and it can optimize the charging by comparing the input conditions of sunlight with positive/negative pulses. The management of battery discharge uses the detected load as a PWM control reference to reduce the loss of output energy.
After the experiment, in the charging part, the efficiency of VFPCS is at least 5% higher than the efficiency of FFVPS, and the energy conversion rate can reach 86% in terms of supplying the load.
關鍵字(中) ★ 鉛酸電池
★ 正負脈衝充電
★ 總線電源
★ 動態分配
關鍵字(英) ★ lead acid
★ positive/negative pulse charge
★ power bus
★ dynamic allocation
論文目次 目錄
摘要 .................................................. i
Abstract.............................................. ii
誌謝 ................................................ iii
目錄 ................................................. iv
圖目錄 .............................................. vii
表目錄 ................................................ x
第一章 緒論 ................. .......................... 1
1.1 研究背景 ..................................... 1
1.2 研究動機 ..................................... 1
1.3 研究貢獻 ..................................... 2
1.4 論文架構 ..................................... 3 第二章 研究內容與原理.................................... 4
2.1 太陽能發電系統.................................. 4
2.1.1 太陽能電池簡介 ........................... 5
2.1.2 獨立型太陽光電系統......................... 8
2.2 鉛酸電池....................................... 10
2.3 脈衝充電法及REFLEX充電法. ..... ................ 11
2.3.1 脈衝充電法 .............................. 11
2.3.2 變頻式脈衝充電法.......................... 12
2.3.3 REFLEX 充電法........................... 13
2.4 類神經網路基礎理論.............................. 13
2.4.1 類神經網路基本架構........................ 15
2.4.2 類神經網路運作原理........................ 16
第三章 系統軟體規劃及硬體設計........................... 17
3.1 總線電源系統................................... 17
3.2 應用電路....................................... 18
3.2.1 電流感測電路............................. 19
3.2.2 大功率開關控制........................... 21
3.2.3 降壓型開關穩壓電路........................ 23
3.2.4 升壓型開關穩壓電路........................ 27
3.2.5 溫度感測電路............................. 31
3.2.6 穩壓電源電路............................. 32
3.3 充放電軟體控制................................. 33
3.3.1 總線電源電壓............................. 33
3.3.2 負載運作功率............................. 35
3.4 PIC18F4520微處理器............. ............... 35
第四章 研究測試與實驗結果............................... 37
4.1 電路板Layout...................................37
4.2 電感開關頻率匹配................................ 38
4.3 充電效率比較................................... 39
4.4 輸出功率量測................................... 42
第五章 結論與未來展望................................... 44
5.1 結論.......................................... 44
5.2 未來展望....................................... 44
參考文獻............................................... 45
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[12]楊暘、鄭軍,“光伏發電系統施工技術”,高等教育出版社(2011)
[13] L. R. Chen, ―Design of Duty-Varied Voltage Pulse Charger for Improving Li-Ion Battery-Charging Response, ‖ IEEE Trans. on Industrial Electronics., vol.56,no.2,pp.480-487,Feb.2009.
[14]湯士源、唐敏注,“功率磁芯材料及電感技術發展趨勢” ,工業材料雜誌394期
指導教授 張榮森(Rong-Seng Chang) 審核日期 2020-7-21
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