蓄電池模擬電源系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著越來越多的移動便攜設(shè)備進入人們的日常生活,蓄電池作為一種特殊的電源也得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是鋰電池,它具有功率密度高、自放電率低以及沒有記憶性等優(yōu)點。但是任何一種設(shè)備在出廠前都要經(jīng)過一系列的測試,以確定其是否能夠滿足人們的需求,在使用蓄電池設(shè)備的測試中,用真實的蓄電池進行測試的話,存在測試不連續(xù)、測試周期長以及測試成本高的缺點,而且用于測試的蓄電池一旦廢棄,會對環(huán)境產(chǎn)生很大的影響。目前大部分測試都是用直流電壓源來代替真實的蓄電池,由

2、于蓄電池的輸出呈現(xiàn)出高度的非線性,所以這種測試不能得到非常確切的實驗結(jié)果。本文提出了一種基于晶閘管整流器的蓄電池模擬電源,用兩組反并聯(lián)的晶閘管整流橋構(gòu)成模擬電源的主電路,可以很好的模擬蓄電池的輸出特性,從而在一些測試中能夠代替真實的蓄電池,避免傳統(tǒng)測試的一些弊端。
　　本文首先對蓄電池的特性以及一些重要的參數(shù)進行了闡述,同時對蓄電池充電和放電的過程進行了分析。由于蓄電池的輸出具有高度的非線性,影響因素很多,所以對蓄電池的建模比較困

3、難,到目前為止都沒有一個可以考慮到所有影響因素的高度精確的電池模型,本文對已有的蓄電池建模方法進行歸納,在此基礎(chǔ)上，結(jié)合課題的實際需求,建立了適合于蓄電池模擬電源的Olivier Tremblay電池模型,并且與廠家提供的數(shù)據(jù)曲線進行了對比,對模型的合理性進行了驗證。其次對采用PWM整流器加雙向直流變換器構(gòu)成的模擬電源與基于晶閘管整流器的模擬電源進行了簡單的對比,綜合考慮,選擇第二種作為本系統(tǒng)的主電路拓撲。在MATLAB軟件中搭建了蓄電

4、池模擬電源的仿真模型,分別對恒流放電、恒流充電、帶純電阻負載工作、充放電交替進行以及帶直流電機工作的情況進行了仿真分析,得出了仿真結(jié)果,并且分析了模擬電源輸出與蓄電池模型輸出的電壓的誤差曲線,驗證了本文所提出的蓄電池模擬電源能夠很好的對實際蓄電池的工作特性進行模擬。對蓄電池模擬電源系統(tǒng)的硬件電路進行了設(shè)計,包括功率器件的選擇、緩沖電路和驅(qū)動電路、信號采樣電路、電網(wǎng)電壓過零點檢測電路以及一些其它的輔助電路的設(shè)計,搭建了完整的模擬電源硬件平