移动通信基站用风能控制器研究与设计

【摘要】：随着移动通信业务的发展,通信基站的数量与日俱增,覆盖面积也逐渐扩大。不论是对老基站改造还是对新基站的建设,对电源的要求都非常高。我国的电网覆盖往往不能满足通信设备的电力供应,在这些地区利用风能供电是个很好的选择。对于利用风能的独立风力发电系统,风能控制器的研究具有重要的意义。本文以DSP和单片机为主控芯片,完成对风能控制器的研究和设计。 第一章介绍了研究的现状和意义,简述了通信基站对新能源的迫切需求；根据现有的产品的技术指标和相应的关于风能控制器的标准,制定了本控制器的主要技术指标。 第二章主要阐述了关于风力发电机的发电原理和风能计算公式,一次回路整流和Buck电路的原理,蓄电池的充放电的规律曲线和充放电控制方法。最后根据实际用户需求,确定蓄电池的容量和数量。 第三章结合实际通信基站的需求,设计了风能控制器电路。依据额定功率和额定输出电压,计算一次回路器件型号和参数。二次回路中,利用电压和电流霍尔传感器,实现电压、电流的采样；利用时钟芯片计时；利用单片机实现数据显示。 第四章介绍了系统的软件设计,采用模块化的设计思想,主要介绍了各模块的流程图。 第五章完成了PCB电路板制作和样机的制作,经实验证实,控制器能稳定、可靠的运行,可完成对蓄电池充放电管理和保护功能,人机交互界面友好、方便,可以很好的实现对控制器的监控功能。 【关键词】：风能控制器 Buck电路 DSP28035 蓄电池
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 本文研究的背景与现状8-9
• 1.2 本文研究目的与意义9-10
• 1.3 风能控制器类型10-11
• 1.4 风能控制器的主要技术指标11-12
• 1.5 本文主要研究内容12-13
• 第2章 风能控制器原理与控制策略13-27
• 2.1 独立风力发电系统构成13-14
• 2.2 风力发电机原理14-16
• 2.2.1 风力机性能指标14-15
• 2.2.2 风力机输出功率15-16
• 2.3 电能变换单元和控制单元16-20
• 2.3.1 整流器16-17
• 2.3.2 Buck电路的原理17-20
• 2.4 蓄电池充放电原理20-25
• 2.4.1 蓄电池种类21
• 2.4.2 蓄电池充放电原理21-24
• 2.4.3 蓄电池充放电控制原理24-25
• 2.4.4 蓄电池容量的确定25
• 2.5 风能控制器的控制策略25-27
• 2.5.1 工作模式25
• 2.5.2 控制策略25-27
• 第3章 通信用风能控制器硬件设计27-41
• 3.1 通信用风能控制器拓扑结构27
• 3.2 一次回路及其器件选型27-31
• 3.3 DSP主控板电路31-32
• 3.3.1 DSP主控板电源31
• 3.3.2 DSP主控板电路31-32
• 3.4 DSP主控板检测电路32-33
• 3.4.1 电流检测32-33
• 3.4.2 电压检测33
• 3.5 时钟控制电路33-35
• 3.6 温度测量电路35-36
• 3.7 IGBT驱动电路36
• 3.8 STC12C5A60S2主控系统36-37
• 3.9 人机交互系统37-41
• 3.9.1 LED指示灯37
• 3.9.2 触摸屏37-40
• 3.9.3 通讯模块40-41
• 第4章 通信用风能控制器软件设计41-53
• 4.1 主程序控制程序设计41-43
• 4.2 数据采集处理程序设计43-48
• 4.2.1 AD数据采集模块43-45
• 4.2.2 数据处理模块45-46
• 4.2.3 温度检测模块46
• 4.2.4 X1226时钟控制模块46-48
• 4.3 蓄电池充放电程序设计48-50
• 4.3.1 均充充电模块48
• 4.3.2 蓄电池充放电管理模块48-49
• 4.3.3 卸荷处理模块49-50
• 4.4 定时器定时模块程序设计50-51
• 4.5 通信模块程序设计51-53
• 4.5.1 日志内容处理模块51
• 4.5.2 单片机通信模块51-53
• 第5章 样机制作与试验分析53-61
• 5.1 样机制作53-55
• 5.1.1 一次回路及外壳的设计53
• 5.1.2 二次回路的PCB设计53-54
• 5.1.3 样机54-55
• 5.2 实验研究与结果分析55-61
• 5.2.1 实验平台的构建55-56
• 5.2.2 实验测试步骤56-57
• 5.2.3 实验结果与分析57-61
• 第6章 总结与展望61-63
• 6.1 工作总结61-62
• 6.2 后续工作展望62-63
• 参考文献63-65
• 致谢65

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