發(fā)布時間：2017-10-03 21:04

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的多通道數(shù)據(jù)采集太陽能電池測試系統(tǒng)的研究

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【摘要】：隨著世界經(jīng)濟發(fā)展得愈加迅速,人類對于能源的需求量也將會變得越來越大。然而,傳統(tǒng)能源將會開采枯竭,這必將會帶來世界性的能源危機。新能源——尤其是太陽能的出現(xiàn)有效地緩解了能源危機。光伏產(chǎn)業(yè)的愈加成熟,讓太陽能電池測試系統(tǒng)的需求也迅速增長。本文設(shè)計了一款成本低、功耗低、體積小的室外太陽能電池測試系統(tǒng),并將多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與太陽能電池測試系統(tǒng)相結(jié)合,讓系統(tǒng)具備更好的靈活性。采用了FPGA作為主控芯片,以電容作為負載,在對電容的充電過程中模擬太陽能電池的負載變化,最終在LCD屏上顯示出太陽能電池的各種參數(shù)和伏安特性曲線。系統(tǒng)主要包括硬件電路的設(shè)計和FPGA數(shù)字部分的設(shè)計。硬件電路的設(shè)計包括充放電電路設(shè)計,多通道數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計,保護電路設(shè)計,FPGA配置電路設(shè)計。其中,多通道數(shù)據(jù)采集電路負責采集并調(diào)理電壓、電流、溫度、光照四路模擬信號,之后進行模數(shù)轉(zhuǎn)換;FPGA數(shù)字部分包含通道選擇模塊、采樣模塊、存儲模塊、顯示模塊等,實現(xiàn)對多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制及對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和顯示。對某太陽能電池樣本的測試結(jié)果和誤差分析表明:本系統(tǒng)實現(xiàn)了對開路電壓、短路電流、最大功率、功率因子、效率等主要參數(shù)的測量,有著較好的穩(wěn)定性和準確性,實現(xiàn)了系統(tǒng)的功能需求。
【關(guān)鍵詞】：太陽能電池 多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 戶外測試 FPGA 電容采樣
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.4;TP274
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 能源現(xiàn)狀和光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀9-12
• 1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 太陽能電池測試系統(tǒng)現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本課題的目的和研究內(nèi)容15-17
• 2 太陽能電池測試原理17-26
• 2.1 太陽能電池基本原理17-18
• 2.2 太陽能電池的性能參數(shù)18-21
• 2.2.1 太陽能電池模型18-20
• 2.2.2 太陽能電池參數(shù)20-21
• 2.3 太陽能電池伏安特性曲線測試方法21-23
• 2.3.1 直接測試法21-22
• 2.3.2 補償測試法22
• 2.3.3 電容負載法22-23
• 2.4 測試數(shù)據(jù)的標準化23-26
• 2.4.1 環(huán)境對太陽能電池輸出的影響23-24
• 2.4.2 標準化方法24-26
• 3 測試系統(tǒng)硬件電路設(shè)計26-41
• 3.1 硬件電路總體設(shè)計26
• 3.2 充放電主電路26-28
• 3.2.1 充電電路參數(shù)計算27-28
• 3.2.2 放電電路參數(shù)計算28
• 3.3 多通道數(shù)據(jù)采集電路28-34
• 3.3.1 電壓信號采樣電路29-30
• 3.3.2 電流信號采樣電路30-31
• 3.3.3 溫度信號采樣電路31
• 3.3.4 光照采樣電路31-32
• 3.3.5 放大電路32-33
• 3.3.6 AD電路33-34
• 3.4 過壓過流保護電路34-35
• 3.5 電源控制電路35-37
• 3.6 FPGA及其外圍電路37-41
• 3.6.1 FPGA芯片選型37-38
• 3.6.2 時鐘電路和復(fù)位電路38
• 3.6.3 配置電路38-41
• 4 FPGA模塊設(shè)計41-61
• 4.1 FPGA整體設(shè)計41-42
• 4.2 系統(tǒng)控制模塊42-43
• 4.3 系統(tǒng)復(fù)位模塊43-44
• 4.4 通道選擇模塊44-45
• 4.5 A/D控制模塊45-47
• 4.6 電壓、電流信號采樣模塊47-51
• 4.6.1 放電狀態(tài)48
• 4.6.2 電壓電流信號預(yù)采樣狀態(tài)48-49
• 4.6.3 參數(shù)設(shè)置狀態(tài)49-50
• 4.6.4 伏安特性曲線采樣狀態(tài)50-51
• 4.7 溫度、光照信號采樣模塊51
• 4.8 存儲模塊51-55
• 4.8.1 FIFO緩存模塊51-52
• 4.8.2 FLASH存儲模塊52-55
• 4.9 濾波模塊55-56
• 4.10串口模塊56-57
• 4.11顯示模塊57-59
• 4.12系統(tǒng)異常保護模塊59
• 4.13亞穩(wěn)態(tài)的消除59-61
• 5 測試仿真與結(jié)果分析61-69
• 5.1 部分模塊仿真結(jié)果61-67
• 5.2 系統(tǒng)功能測試67-69
• 6 總結(jié)69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-76
• 附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文76-77
• 附錄2 攻讀碩士學位期間申請的專利77

【相似文獻】

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1 夏世長,陳迪平,王鎮(zhèn)道,蔣見花,陳燕;一種多通道數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計[J];湖南大學學報(自然科學版);2000年06期

2 張鷺,龔堅;一種高速多通道數(shù)據(jù)采集與串行傳輸電路[J];上海計量測試;2005年04期

3 梁志遠;;多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計[J];核電子學與探測技術(shù);2010年03期

4 孫士明;王愛國;馬秀軍;;多通道數(shù)據(jù)采集中的一種主存數(shù)據(jù)組織方法[J];科學技術(shù)與工程;2010年22期

5 王禎;高曉蓉;王黎;王澤勇;;車輪踏面多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[J];中國鐵路;2010年06期

6 遲欽河,趙仲生,喬桂芳,黃波;89C51單片機在多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];自動化儀表;2000年06期

7 宋千,梁甸農(nóng);一種新的并行多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時序偏差校正技術(shù)[J];國防科技大學學報;2001年03期

8 陳江波;多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J];儀表技術(shù)與傳感器;2002年12期

9 周以琳;李明;李利潔;;基于嵌入式的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計[J];儀表技術(shù);2006年01期

10 趙惠忠;張敏;張杰;劉震炎;;多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測試導熱系數(shù)的研究[J];儀表技術(shù)與傳感器;2008年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 曾渭平;丁穎;董鎖利;張建蘭;;多通道數(shù)據(jù)采集記錄儀的設(shè)計與實現(xiàn)[A];2012航空試驗測試技術(shù)學術(shù)交流會論文集[C];2012年

2 張擘;;基于PCI總線的多通道數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計[A];第七屆全國信息獲取與處理學術(shù)會議論文集[C];2009年

3 王興華;車新生;;基于MATLAB的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[A];科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展（A卷）——第七屆沈陽科學學術(shù)年會暨渾南高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇文集[C];2010年

4 李玉東;徐寅暉;宋媛媛;曾大治;;1 GHz高速多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[A];全國第4屆信號和智能信息處理與應(yīng)用學術(shù)會議論文集[C];2010年

5 劉耀金;曾鳴;;基于DSP高速多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計[A];全國第一屆嵌入式技術(shù)聯(lián)合學術(shù)會議論文集[C];2006年

6 王東華;;多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在MTS試驗機上的應(yīng)用[A];第七屆全國MTS材料試驗學術(shù)會議論文集（一）[C];2007年

7 梁偉洋;;通用外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計[A];教育部中南地區(qū)高等學校電子電氣基礎(chǔ)課教學研究會第二十屆學術(shù)年會會議論文集（下冊）[C];2010年

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1 黃旭;多通道數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];華中科技大學;2014年

2 黃詩涵;基于FPGA的多通道數(shù)據(jù)采集太陽能電池測試系統(tǒng)的研究[D];華中科技大學;2015年

3 解威;多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];沈陽理工大學;2010年

4 陶宇翔;多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮算法的研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2011年

5 石瑞;隔離式多通道數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備的研究[D];西安電子科技大學;2012年

6 孫文;多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];湖南大學;2013年

7 范存志;多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研制與測試[D];濟南大學;2013年

8 陳怡;剖面聲納多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學;2008年

9 梁志超;通用多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2010年

10 冀磊;多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2011年

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本文編號：966695