设计总说明 IV
Design General Description V
第1章 绪 论 1
1.1 人类面临的能源问题 1
1.2 太阳能光伏简介 2
1.2.1 国外发展状况 3
1.2.2 国内发展状况 4
1.2.3 光伏发展前景 6
1.2.4 本论文的主要工作 7
第2章 太阳能光伏充电器主电路设计 9
2.1 太阳能电池组件 9
2.1.1 电池板分类 9
2.2 铅酸蓄电池的工作特性 12
2.2.1 蓄电池和太阳能电池的配接 14
2.2 斩波电路 15
2.2.1 升压斩波电路 15
2.2.2 降压斩波电路 17
2.2.3 斩波电路的器件选型 18
2.3 滤波电容、电感的计算 19
第3章 IGBT 23
3.1 IGBT的基本结构 23
3.2 IGBT的工作特性 25
3.2.1 静态特性 25
3.2.2 动态特性 26
3.2.3 擎住效应 28
3.2.4 安全工作区 29
3.2.5 栅极特性 30
3.3 IGBT的保护 33
3.3.1 IGBT的过电流保护 33
3.3.2 IGBT的过电压保护 34
3.4 IGBT的选择 34
3.4.1 IGBT的安装 35
3.4.2 散热器的设计 37
3.5 IGBT的驱动 37
第4章 驱动电路的设计 40
4.1 驱动电路的种类 40
4.2 驱动电路的概述及要求 41
4.3 驱动芯片的选取 HCPL-4504 42
4.3.1 电平转换芯片mc14504B 46
4.4 直流斩波电路的控制电路 47
第5章 结论 52
总结与展望 53
参考文献 54
附录A 55
附录B 56
致谢 57
当传统的燃料正在一天天减少时，所产生的排放物对环境造成的危害问题也变得日益突出。如何在开发和利用能源的同时保护好人类赖以生存的地球环境，已经成为了一个全球性的大问题。这时整个世界把目光投向了可再生资源，希望可以通过可再生能源来改变人类的能源供给结构，以维持今后的可持续发展。在这些可再生资源中太阳能以其独有的优势成为人们关注的焦点。这主要是因为丰富的太阳辐射能是重要的资源，是取之不尽、用之不竭、无污染并且人类能够自由利用的天然资源。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。
随着我国改革开放的深入，在各大中型城市中一大批智能化小区、花园别墅、智能大型综合体育设施等建筑拔地而起，客观上要求与其配套的高效能环保的设备的出现。市场上出现的太阳能电动车是一种新型环保车辆，具有安全、方便、费用低、节约能源、无污染等优点，在许多领域可替代机动车使用，可用作工矿、企业、码头搬运车，也可用作观光游览车，家庭休闲车、交通巡逻车和各种体育场馆内使用的伤员送车等，发展前景广阔。太阳能电动车智能充电器设计的一个关键的部分就是光伏充电器的设计问题，因为光伏充电器不仅完成了把太阳能转换成电能的重任，而且还对蓄电池提供了智能充电管理，因此光伏充电器的性能直接决定了太阳能能量的效率和系统使用寿命。本文从原理，主电路，驱动电路及实现等几个方面介绍了一种光伏充电器及其控制系统的设计思想。
系统主电路结构为典型的BUCK电路构成，由太阳能板出来将太阳能转换成电能进行升压斩波后的电能储存于蓄电池，以便后级大功率电路能顺利进行，在斩波之前都使用220μF/50V、105电容进行滤波电路以保证变换前的电压波形。利用冒充宽度控制芯片SG3525的输出脉宽控制主电路功率器件（IGBT）的占空比，以改变对蓄电池的充电电流，由此实现恒压跟踪，使太阳能电池输出功率接近最大功率。输出级使用220μF/50V、104电容滤波保证了输出波形的精度。同时在主电路中完成电压、充电电流和太阳能电池电压的采集工作，以便控制电路实现对系统的各种跟踪和保护功能。
关键词：光伏发电；充电器；斩波电路；驱动电路
