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PV与电池系统的集成：利用DC-DC转换器将太阳能电池板及电池接入同一直流母线并维持5V电压——MATLAB开发

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简介：
本项目采用MATLAB开发，研究如何通过DC-DC转换器实现光伏系统和电池系统的高效整合，在单一的直流母线上保持稳定的5V输出电压。 太阳能电池板使用 PWM 控制并采用 MPPT 跟踪技术来优化能量收集效率。直流总线电压通过降压转换器维持在 5V，这是因为所使用的太阳能电池板的输出电压高于所需的 5V 水平。该系统还配备了电池存储功能，这些电池直接连接到直流母线上，并且通过双向同步降压转换器实现充放电操作：当母线上的电压较高时，多余的电力会被用于给电池充电；而在太阳光照不足的情况下，则由电池向直流总线提供所需的能量。 在这种情况下，虽然系统主要依赖太阳能供电，但如果日间阳光充足并且光伏板能够为 DC 总线供应足够的电力，那么电池将处于不工作状态（既不会放电也不会被充电）。

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  • PV与电池系统的集成：利用DC-DC转换器将太阳能电池板及电池接入同一直流母线并维持5V电压——MATLAB开发
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    本项目采用MATLAB开发，研究如何通过DC-DC转换器实现光伏系统和电池系统的高效整合，在单一的直流母线上保持稳定的5V输出电压。 太阳能电池板使用 PWM 控制并采用 MPPT 跟踪技术来优化能量收集效率。直流总线电压通过降压转换器维持在 5V，这是因为所使用的太阳能电池板的输出电压高于所需的 5V 水平。该系统还配备了电池存储功能，这些电池直接连接到直流母线上，并且通过双向同步降压转换器实现充放电操作：当母线上的电压较高时，多余的电力会被用于给电池充电；而在太阳光照不足的情况下，则由电池向直流总线提供所需的能量。 在这种情况下，虽然系统主要依赖太阳能供电，但如果日间阳光充足并且光伏板能够为 DC 总线供应足够的电力，那么电池将处于不工作状态（既不会放电也不会被充电）。
     
  • 光伏发电Simulink模型——光伏电池及基于DC-DC变换器的10W太阳能电池模型
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    本作品构建了光伏发电Simulink模型，涵盖光伏电池特性与基于DC-DC变换器的10W太阳能电池系统仿真，适用于可再生能源研究与教学。 1. 光伏发电电池模型 2. 光伏电池模型（附带论文） 3. 基于DC-DC变换器的光伏发电模型 4. 10W功率太阳能电池模型 5. 太阳能光伏电池模型
     
  • DCDC.zip_DC/DC转换器_蓄电池充放电_电池管理控制系统
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    本产品为高效能DC/DC转换器，专为蓄电池充放电设计，内置先进电池管理系统，确保安全、稳定运行。 随着现代科技的不断进步，电力系统、电动汽车以及储能设备对蓄电池性能的要求越来越高，使得蓄电池充放电技术逐渐成为研究热点。作为一种重要的能量存储方式，蓄电池在新能源汽车、便携式电子设备及电网储能领域发挥着关键作用。有效的电池充放电管理不仅可以提高能量利用效率和安全性，还能延长电池的使用寿命。 本段落将从DC-DC转换器的作用以及充电与放电控制策略两个方面进行深入探讨。首先，DC-DC转换器作为电力电子设备的核心组件之一，能够实现直流电压之间的变换，确保蓄电池、负载或充电器之间达到最佳匹配状态。例如，在电动车中，当电池输出的电压和驱动电机的工作电压不一致时，可通过该装置完成两者间的电压调节；此外，在充电过程中还能通过调整输出参数来适应电池特性，从而提高充电效率并保障安全。 其次，针对蓄电池充放电控制策略的设计需要综合考虑物理特性、环境条件及使用需求等因素。在充电方面的主要目标是避免过充和过度放电，并保持健康状态（SOC）处于合理范围内；有效的控制方法能够加快充电速度同时减少热能生成，防止因电压过高而造成的损害。而在放电过程中，则需监控电池状况以确保符合性能要求的输出功率，从而预防容量衰减。 电池管理系统(BMS)是实现上述目标的关键技术手段之一。BMS通过实时监测包括但不限于电压、电流和温度在内的多项参数，并根据这些数据评估电池健康状态并作出相应的充放电决策；在DC-DC转换器与BMS协同作用下可以对整个过程进行精细化控制，从而优化效率延长使用寿命。 除了即时监控外，故障诊断及预测性维护同样重要。前者能够检测运行期间可能出现的问题并向用户发出预警信息以便及时采取措施防止事态扩大；后者则通过分析历史数据来预见潜在的性能下降趋势并提前安排维修工作避免突发状况发生。 在技术开发阶段中，为了验证控制策略的有效性通常会利用模型仿真方法进行测试。例如，“jimo.mdl”可能是一个使用MATLAB Simulink或其他建模工具创建出来的DC-DC转换器或BMS系统模拟文件；通过这种方式研究人员能够在不受物理环境限制的情况下评估并优化不同的方案设计。 综上所述，DC-DC转换器在电池充放电控制中扮演着至关重要的角色。其不仅可以满足现代电力电子设备对电压精准调节的需求，还能与BMS配合实现更加高效和安全的管理方式；通过智能算法及硬件电路相结合的应用可以显著提升性能寿命并推动整个行业向着更高效率、更智能化的方向发展。随着技术不断进步，DC-DC转换器及其控制策略将在更多领域得到广泛应用，并为新能源产业带来更大的贡献。
     
  • 电池充电与放电控制器：基于直流总线、电池、公共负载及双向DC-DC转换器的案例研究实现- MATLAB...
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    本案例研究利用MATLAB探讨了电池充电与放电控制技术，重点分析了直流总线系统中双向DC-DC转换器的应用，优化了电池管理策略。 该模型展示了在案例研究中的电池充电/放电控制实施情况。此案例涉及直流总线（具有恒定电压）、电池、公共负载以及双向双开关降压-升压 DC-DC 转换器的应用。 充放电的控制基于两个PI控制器： 1. 一个用于参考电流生成，根据操作模式（充电或放电）进行调整。 2. 另一个专门负责电池的电流控制。 案例研究中包括两种操作模式： 1. 充电模式：当连接直流母线时自动启动。其目标是设定点（第一个PI闭环中的值）成为电池的全电压。 2. 放电模式：在没有接入直流母线且负载需要供电的情况下启用，此时控制目标变为维持放电期间的恒定负载电压。 该模型开发参考了一段视频教程中的内容。感谢奥萨马·赫巴拉提供的帮助和指导。
     
  • Simulink中的太阳能电池模型与降压转换器连接-MATLAB开发
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    本项目利用MATLAB Simulink平台建立太阳能电池模型，并设计了与其相连接的降压转换电路，实现了高效的电力传输和管理。 这是一个连接到降压转换器的太阳能电池模型。通过调整占空比和 PS 转换器值，我们可以改变输出电压。降压转换器调节来自太阳能电池的电压，因此负载上会出现平滑且稳定的直流电压。我们可以通过串联或并联的方式连接多个电池来制作太阳能电池板，并增加输出电压电流。
     
  • 锂电池化成用双向DC-DC转换器设计
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    本项目聚焦于研发高效能锂电池化成过程所需的双向DC-DC转换器，旨在优化电池性能与延长使用寿命，推动新能源技术进步。 为了应对锂电池化成过程中电阻放电造成的大量能量浪费问题，设计了一种双向DC-DC变换器来高效回收化成过程中的放电能量。该变换器采用Buck/Boost双向DC-DC变换器作为主电路拓扑结构，并包含Buck驱动电路、Boost驱动电路和电压/电流采样电路等组件。文中详细介绍了系统的整体架构，分析了各部分的工作原理并提供了具体的设计方案说明。实验结果显示，此变换器能够有效执行电池的充电与放电功能，具有较高的控制精度以及良好的稳定性。
     
  • 锂电池充电器的DC/DC转换器能量收集方案-电路设计
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    本项目探讨了在锂电池充电器中应用DC/DC转换器的能量收集方案，并详细介绍了相关电路的设计与实现。通过优化能源利用效率，提升了设备性能和续航能力。 本项目基于LTC3331设计了一种能量收集电池充电器的毫微功率降压-升压型DC/DC转换器解决方案。该方案中的DC/DC转换器包括一个集成全波桥式整流器和高电压降压电路，用于从电源、太阳能或磁源中采集能量，并将这些能源转化为电能供给单个输出。 在有收集到的能量可用时，系统会启动降压转换器工作模式，从而降低分流充电器所需的静态电流至200nA。这有助于延长电池寿命并提高效率。而在没有收集能量的情况下，则通过启用升压转换器来单独向VOUT供电。 LTC3331无线电池充电解决方案集成了高电压能量采集电源和一个由可再充式电池驱动的降压-升压型DC/DC转换器，形成了一种适用于替代能源应用的单输出电源。该系统中还包括了一个10mA分流电路以简化利用收集到的能量对电池进行充电的过程，并且具备低电量断开功能来防止深度放电现象的发生。 锂电池充电器能量采集用的DC/DC转换器实物图和原理图可以查看附件内容，其中使用orCAD打开原理图文件，PADS软件用于PCB设计。
     
  • 太阳能电池板与电池容量计算工具：基于MATLAB的计算器开发
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    本项目开发了一款基于MATLAB的计算器工具，用于太阳能电池板能量输出及储能电池容量的精确计算和优化设计。 太阳能电池板和电池容量计算器是设计太阳能系统的关键工具之一，能够帮助准确估算系统的规模以满足特定的电力需求。MATLAB（矩阵实验室）是一种强大的编程环境，常用于科学计算、数据分析及算法开发，因此它是构建此类计算器的理想选择。 在太阳能系统中，确定电池板和电池容量需要考虑以下几个关键因素： 1. **电力需求分析**：明确每天所需的电能总量是设计过程中的首要步骤。这通常基于负载设备的总功率与运行时间来计算得出。 2. **太阳辐射数据**：了解所在地年平均日照时数及太阳辐射强度，对于评估太阳能电池板潜在发电量至关重要。 3. **电池板效率**：衡量将阳光转化为电能的能力，即为电池板效率。该值一般在15%至20%之间变化。 4. **电池容量计算**：以安培小时（Ah）表示的存储能力决定了系统可以储存多少能量来应对无光照条件下的需求。 5. **充电控制器**：此类设备防止过充或过度放电，从而保护电池寿命。在设计阶段需考虑其效率影响，通常范围为85%到95%之间。 使用MATLAB编写程序能够处理这些计算任务。具体而言： 1. 输入每日电力需求（瓦特小时）。 2. 提供年平均日照时数和太阳辐射强度数据。 3. 根据电池板的转换效率来估算每天预期发电量。 4. 计算满足特定备用时间所需的电池容量。 示例程序可能包含如下步骤： 1. 输入每日电力需求（瓦特小时）。 2. 提供年平均日照时数和太阳辐射强度数据。 3. 根据电池板的转换效率来估算每天预期发电量。 4. 计算满足特定备用时间所需的电池容量。 通过MATLAB开发太阳能系统设计工具，能够提供准确且高效的规划依据。这有助于优化系统的可靠性和经济性，并最大化利用可再生能源，减少对传统电网依赖的程度。
     
  • 线性太阳能电池充电器电路图
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    本项目提供了一种基于线性稳压技术的太阳能电池充电器电路设计，适用于小型电子设备的太阳能供电方案。 线性太阳能电池充电器利用太阳能电池板特性高效为电池充电。在特定的工作电压（VMP）下，太阳能电池板能输出最大功率，并且这个电压值独立于光照强度变化。LT3652是一款2A的电池充电器，它通过输入电压调节技术确保太阳能电池板始终处于峰值效率状态——即最大功率点控制（MPPC）。在低光照条件下，这种技术可以优化电池板的工作效率，但当光强极弱时，电源转换效率会下降，从而影响整个系统的效能。 为解决这一问题，文中提出采用脉宽调制（PWM）充电方法。具体来说，在电池充电电流低于额定最大电流的1/10时，LT3652的CHRG引脚变为高阻抗状态，并触发输入欠压闭锁（UVLO）电路。当太阳能板电压上升至UVLO设定值之上后，充电器会以全功率重新启动并被关闭，形成一系列脉冲电流来提高效率。 图1描述了采用低功耗PWM功能的线性太阳能电池到3节锂离子电池充电的设计方案。该设计中输入调节电压设为17V，与常见12伏系统中的太阳能板峰值工作电压相匹配，并确保接近100%的工作效率。通过M1、R6、R7和R8元件构成的PWM电路，在低于200mA电流时可以显著提升充电效率。当LT3652检测到电池充电电流降至200mA以下，其CHRG引脚变为高阻抗状态，并激活FET M1，启用UVLO功能以确保低功耗条件下的高效操作。 图4显示，在低于200mA的充电电流条件下增加PWM电路可以显著提高效率。在光照不足的情况下，太阳能电池板提供的功率不足以维持所需充电电流时，LT3652会通过减少输出电流来保持输入电压为17V，并确保最大能量传输给电池。 该线性太阳能电池充电器采用智能调节策略优化了不同光照条件下太阳能电池的工作状态和效率。特别是在低功耗环境下，PWM技术的应用提高了能源转换的效能，这对于户外或离网应用尤为重要，因为它能最大化利用有限的太阳光资源并保证有效充电。
     
  • 太阳能电池板及光伏电池板缺陷检测数据集——第一部分
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    本数据集专注于太阳能与光伏电池板缺陷检测，收录了大量高精度图像样本，旨在为研究人员和工程师提供一个全面评估与提升相关技术性能的基础平台。 内含光伏电池板/太阳能电池板的典型缺陷数据集共有2624张图片，其中用于制作标签的有约1500+219张。这些标签采用VOC格式，包括微裂、失效、正常等类别，适用于图像识别、图像处理、深度学习、目标检测和计算机视觉等领域。下载文件中包含相关txt文档提供下载链接，请放心下载！