开题报告--基于CPLD的太阳能光伏发电控制

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1、 毕业设计(论文)开题报告 学学 生生 姓姓 名名： 准 考 证准 考 证 号：号： 专专 业业： 电子工程 设 计设 计(论 文论 文)题题 目目： 基于 CPLD 的太阳能光伏发电控制 器设计 指指 导导 教教 师师: 2014 年 1 月 10 日 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）开文）开 题题 报报 告告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述： 一、课题来源及设计（研究）目的： 1、课题来源简介： 近年来世界范围的能源危机让各国都在开发利用新型高效能源，对于太阳能这一新 型能源前景看好。太阳能光伏发电现已成为新能源和可再生能源的重

2、要组成部分，也被 认为是当前世界最有发展前景的新能源技术。 目前太阳能光伏发电装置已广泛应用于通 讯，交通，电力等各个方面，其核心部分就是充电控制器。同时，随着微电子技术和计 算机技术的不断发展，在涉及通信、国防、航天、工业自动化、仪器仪表等领域的电子 系统设计工作中，EDA 技术的含量正以惊人的速度上升，它己成为当今电子技术发展 的前沿之一。EDA (Electronics Design Automation)即电子设计自动化技术，是指以计算 机为基本工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果而研制成 的一整套软件工具，主要能辅助进行三方面的设计工作：IC 设计，电子电路设

3、计，PCB 设计。没有 EDA 技术的支持，想要完成一些超大规模集成电路的设计制造是不可想象 的。结合需求和社会实践隧选做基于 CPLD 的太阳能光伏发电控制器设计这一题目。 2、设计（研究）目的： 目前市场上有各种各样的太阳能控制器，但这些控制器主要问题对于蓄电池的保护 不够充分，不合适的充放电方式容易导致蓄电池的损坏，使蓄电池的使用寿命降低。目 前，控制器常用的蓄电池充电法包括三种：恒流充电法、阶段充电法和恒压充电法。但 是这些方法由于充电方式单一加上控制策略不够完善， 都存在一定的局限性。 另一方面， 当蓄电池给负载供电时，由于控制器不能时刻检测蓄电池的电压，这样很容易发生蓄电 池的过放

4、电，将会导致蓄电池的深度放电，严重影响其寿命。 所以，如何改善太阳充控制器的充放电方式，开发性能优良的充放电控制器，提高 其在实际应用中的效率，成为了一个重要的研究方面。 针对目前市场上的太阳能充电控制器当蓄电池给负载供电时，没有时刻检测蓄电池 的电压，很容易导致蓄电池的深度放电这个问题，本论文提出以 CPLD 模块为核心器件 设计一款能时刻在线检测蓄电池电压来避免蓄电池发生过放现象，保护蓄电池，提高其 使用寿命。对于自己来说也是让自己对当今的热门科技 EDA 技术和太阳能技术更多的 学习和关注。 3、研究思路，方法和总体路线： 本论文考虑到目前市场上控制器的局限对其进行改进， 所以以原有的太

5、阳能控制器为基 础。对于硬件电路设计分析电路控制器要实现的功能，需要防止那些问题的发生，对应 的电路实现对应的功能。通过对应用实例的分析，提出该设计要解决的问题，然后找出 解觉问题的电路，设计出整体电路。然后选择改进。本论文选择 CPLD 控制模块作为控 制器的核心部件，通过分析整个控制器的小电路 A/D 转换电路，控制光耦电路，单片机 电源电路，充电电路。来得到整个控制器。系统使用可编程、高性能的 CPLD 模块作为 控制电路的核心器件。此系统由太阳能电池模块，蓄电池，充放电电路，电压采集电路， CPLD 控制电路和光耦驱动电路组成。设计使用 PWM（脉宽调制）控制技术来控制蓄电池 充放电，

6、通过控制 MOSFET 管开启和关闭达到控制电池充放电的目的。实验结果表明， 该控制器性能可靠，可以监视太阳能电池和蓄电池电池状态，实现控制蓄电池最优充放 电，达到延长蓄电池的使用寿命。 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）开文）开 题题 报报 告告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径） ： 本设计使用低功耗、高性能，超强抗干扰的 CPLD 控制模块作为核心器件对整个电 路进行控制。系统硬件电路由太阳能电池充放电电路，电压采集和显示电路，CPLD 控制电路和 RS232 串口通信电路组成，主要实现对蓄电池电压的采集和显示。软件部 分依据 PWM（Pulse Width Modulation）脉宽调制控制策略，编制程序使 CPLD 模块输 出 PWM 控制信号，通过控制光电耦合器通断进而控制 MOSFET 管开启和关闭，达到控 制蓄电池充放电的目的，同时按照功能要求实现了对蓄电池过充、过放保护和短路保 护。实验表明，该控制器性能优良，可靠性高，可以时刻监视太阳能电池板和蓄电池 状态，实现控制蓄电池最优充放电，达到延长蓄电池的