太阳能电子围栏控制系统的研究与设计

【摘要】： 电子围栏通过高压脉冲放电阻挡入侵者,因为脉冲放电具有非持续性,所以入侵者被电击后不会有生命危险。目前已有的电子围栏的防范对象是人,以市电作为能源,无法在无电能供应的农田上使用,同时电子围栏在升压方式和放电模式上仍然存在着一些问题。本学位论文在详细分析了现有电子围栏的缺点后,设计了用于农田防范野生动物的太阳能电子围栏控制系统。 现有的电子围栏存在两个缺点：一是在升压电路上采用大容量电容充电后,通过大体积铁芯变压器升压放电,因此对大电容和开关管的电流冲击很大,从而缩短器件的使用寿命；二是在放电模式上不管有无入侵者总是定时放电,浪费了能量,降低了效率。针对第一个缺点本文设计了反激式升压变换器来获得高压脉冲,延长了器件的寿命,省去了铁芯变压器和大电容,减小了升压电路的体积。针对第二个缺点本文设计了恒压脉冲放电法,通过检测电子围栏的工作状态来调整放电方式,大大提高了围栏在待机状态的效率。 控制系统以太阳能作为能源,因此使用不受市电供电条件的限制。主机和分机采用直流母线的方式连接,能量和通信信号都通过母线传递。在调整防范区域大小时,可直接增减分机个数,只需设定分机编码即可,不用进行系统软件的升级,因此使用和维护方便。 本学位论文设计的升压电路比现有的电子围栏升压电路体积减小了50%以上；在待机情况下,工作在恒压脉冲放电模式的分机比工作在固定间隔放电模式的分机效率提高了10倍以上。 【关键词】：太阳能 电子围栏 升压变换器 脉冲放电 高效率
【学位授予单位】：延边大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-14
• 第1章 绪论14-19
• 1.1 课题背景14
• 1.2 研究目的和意义14-15
• 1.3 太阳能电子围栏的发展现状15-17
• 1.3.1 电子围栏的发展史15-16
• 1.3.2 电子围栏的发展趋势16
• 1.3.3 太阳能光伏发电16-17
• 1.4 研究内容与主要工作17-18
• 1.5 内容安排18-19
• 第2章 相关技术及发展19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 升压式DC-DC变换电路19-21
• 2.2.1 DC-DC变换器概述19-20
• 2.2.2 Boost变换器工作原理20-21
• 2.3 太阳能发电系统21-25
• 2.3.1 光伏发电最大功率跟踪21-24
• 2.3.2 铅酸蓄电池及其充放电要求24-25
• 2.4 通信技术概述25-28
• 2.4.1 电力线载波技术25-26
• 2.4.2 GSM通信系统及SMS业务26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 电子围栏主机部分设计29-49
• 3.1 引言29
• 3.2 电子围栏控制系统整体方案29-31
• 3.2.1 系统整体功能分析29-30
• 3.2.2 系统组成结构30-31
• 3.3 主机整体概述31-34
• 3.3.1 主机框图31-32
• 3.3.2 主机控制电路的设计32-34
• 3.4 太阳能发电系统的设计34-39
• 3.4.1 充电控制电路的设计34-37
• 3.4.2 最大功率跟踪电路的设计37-38
• 3.4.3 蓄电池规格的选取38-39
• 3.5 升压电路的设计39-40
• 3.6 仿生声源录放部分的设计40-45
• 3.6.1 语音录放电路的设计40-42
• 3.6.2 开关功率放大器的设计42-45
• 3.7 通信电路的设计45-48
• 3.7.1 电力线载波通信电路的设计45-46
• 3.7.2 远程GSM通信电路的设计46-48
• 3.8 本章小结48-49
• 第4章 电子围栏分机部分的设计49-59
• 4.1 引言49
• 4.2 分机整体概述49-50
• 4.3 高压脉冲控制部分的设计50-53
• 4.3.1 驱动频率设计51-52
• 4.3.2 变压器匝数的设计52
• 4.3.3 钳位保护电路的设计52-53
• 4.3.4 其他器件参数计算与选取53
• 4.4 高压限幅及围栏检测电路53-55
• 4.5 围栏节能工作模式的设计55-57
• 4.6 通信协议的制定57-58
• 4.7 本章小结58-59
• 结论59-60
• 参考文献60-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文63-64
• 致谢64

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