太阳能杀虫装置的研究与开发

【摘要】： 随着人们生活质量的提高,迫切需要供应大量环保型绿色农产品,在化学农药防治病害虫污染农产品及能源短缺等矛盾下,促使了运用物理机制防治病害虫的太阳能杀虫装置发展。 本文以太阳能杀虫装置应用为基础,对杀虫装置工作机理、充放电控制器、逆变器、装置结构等进行了系统研究与开发。论文的主要内容如下。 (1)利用Matlab设计了独立光伏发电系统容量计算界面。根据光伏电池组件功率、环境条件、蓄电池容量等技术参数等设计其界面,避免了再设计时重复计算。 (2)根据光伏发电及蓄电池充放电特性,设计了充放电控制器。采用脉宽调制(PWM)的充电方式;并对蓄电池充电进行温度补偿及保护等,提高了光伏阵列发电利用率及延长了蓄电池的使用寿命;采用模块设计,程序得到简化,结构清晰,便于程序错误检测和扩展开发;提高了代码利用率和处理器运行速度。 (3)采用DC/DC、DC/AC两极逆变技术,设计了正弦波逆变器,将光伏阵列发电及蓄电池提供直流转换为杀虫灯所需交流电,改善了系统供电质量。 (4)利用SolidWorks三维软件对太阳能杀虫装置总体结构进行设计,适于室外放置,美观大方,且具观赏价值。 (5)通过试验,验证了控制器及逆变器的正常工作。 【关键词】：杀虫灯 太阳能 蓄电池 控制器 逆变器
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：S477
【目录】：

• 中文摘要2-3
• 英文摘要3-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 课题研究背景与意义7-8
• 1.2 国内外杀虫灯具发展状况8-10
• 1.3 国内外太阳能光伏发展和利用状况10-12
• 1.4 国内外太阳能杀虫灯发展状况及存在问题12-13
• 1.5 本课题的主要工作13-14
• 第二章 光伏发电系统的容量设计14-28
• 2.1 引言14-15
• 2.2 光伏电池特性15-17
• 2.2.1 光伏发电工作原理15
• 2.2.2 光伏电池伏安特性15-17
• 2.3 蓄电池充放电特性17-20
• 2.3.1 蓄电池的工作原理18
• 2.3.2 蓄电池充放电特性18-19
• 2.3.3 蓄电池的选用19-20
• 2.4 光伏发电系统容量设计20-27
• 2.4.1 容量设计影响因素20-21
• 2.4.2 蓄电池容量设计21-22
• 2.4.3 光伏阵列容量设计22-24
• 2.4.4 Matlab 用户图形界面(GUI)24-25
• 2.4.5 光伏发电系统容量设计界面25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 充放电控制器的设计28-41
• 3.1 引言28
• 3.2 充放电基本功能28-31
• 3.2.1 蓄电池的充放电控制28-29
• 3.2.2 光伏阵列的保护29-30
• 3.2.3 光伏阵列最大功率跟踪(MPPT)30-31
• 3.2.4 其他控制功能31
• 3.3 充电控制策略31-35
• 3.3.1 蓄电池充电模式31-32
• 3.3.2 最大功率跟踪(MPPT)原理32-33
• 3.3.3 脉宽调制(PWM)控制算法33-35
• 3.4 控制器软硬件设计35-39
• 3.4.1 硬件设计35-36
• 3.4.2 PWM 电路设计36-37
• 3.4.3 程序设计37-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第四章 逆变器的设计41-58
• 4.1 引言41
• 4.2 正弦波逆变系统基本原理41-42
• 4.3 DC/DC 高频升压变换42-51
• 4.3.1 高频逆变电路42-43
• 4.3.2 功率开关管的选择43-44
• 4.3.3 MOSFET 管的过压保护及吸收电路44-45
• 4.3.4 MOSFET 管驱动电路45-46
• 4.3.5 PWM 脉宽调制芯片SG352546-48
• 4.3.6 开关电源中保护电路48-50
• 4.3.7 短路及过载检测电路50
• 4.3.8 DC/DC 电路图50-51
• 4.4 DC/AC 设计51-57
• 4.4.1 正弦波逆变技术51
• 4.4.2 馒头波产生电路51-55
• 4.4.3 DC/AC 电路图55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 太阳能杀虫装置结构设计58-63
• 5.1 引言58
• 5.2 Solikworks 的设计特点58-61
• 5.3 太阳能杀虫装置结构设计61-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第六章 结论与展望63-65
• 6.1 结论63
• 6.2 展望63-65
• 参考文献65-68
• 发表论文和科研情况说明68-69
• 致谢69

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