摘要：自第二次工业革命以来，电能与人类生活的联系愈来愈紧密。而传统的产能方式，如煤气、石油天然气等不可再生能源的燃烧发电与人类日益增长的能源需求间已经产生了矛盾。随着资源短缺以及环境污染等问题日益明显，人类能源的可持续发展问题面临着巨大的考验。而随着人类技术的不断精进，对可再生资源如太阳能，风能等能源的利用愈发成熟，新能源产业有着显著发展。

太阳能光伏空调的概念在很久以前就被提出过，但是由于当时光伏组件效率低下而又成本较高，所以并未得到重视，在诸多类型空调的开发中长时间是一种弱势地位。不过在时间的推进下，光电元件的成本愈来愈低，光伏空调也就在诸多类型的空调脱颖而出。光伏空调的应用价值变大，有关光伏空调的研究也就兴起起来。本文就是一种光伏空调的供电控制系统设计。

本文主要从俩个方面展开，一方面实现基于BOOST电路的MPPT控制，另一方面实现单相PWM逆变电路设计保证空调功率平衡，首先介绍的是光伏空调的研究背景意义以及光伏空调的发展现状。

之后就介绍光伏发电系统的工作原理、光伏电路的结构展示、光伏电路板的参数设置以及展示光伏电池在额定条件下对应的光伏特性曲线。

其次介绍俩种光伏电路组件的工作原理，分别为基于BUCK电路实现MPPT的原理解读和基于BOOST电路实现MPPT的原理解读。又由于本次毕业设计选择的是用BOOST电路来实现所以对其进行了详尽的原理解读并创设了与其对照的数学模型。并就本次创建的对应电路的参数做出了推导。最后对本次选用的电路的控制器设计给出了介绍，本次选用的控制器是采用了扰动法设计，相应的展示了选用电路实现MPPT的仿真设计图和算法流程图。

再次就单相PWM的逆变电路做出了解读,分别对逆变电路的工作原理，PWM的工作原理做出了解读。并对本次毕业设计选用的电路的各项参数进行了计算。并相应的给出了逆变器的数学模型。也介绍了常用的控制环路设计主要是电流环控制与电压环控制。

最后是给出了在额定条件下，系统在matlab仿真环境下的光伏BOOST单相逆变电路仿真模型，以及对其产生的结果也就是光伏输出的波形、整个设计的系统输出的波形和整个系统稳定工作后的功率因数做出解读验证了设计的正确性。

关键字：光伏发电系统；最大功率跟踪MPPT；单相PWM逆变电路

目录

摘要

Abstract

1绪论-5

1.1课题研究背景及其意义-5

1.2光伏空调的研究现状-5

1.3课题研究的主要内容-6

2. 光伏发电原理以及光伏电路板设计-7

2.1光伏发电系统的工作原理-7

2.2光伏电路板的结构展示-7

2.3光伏电路板的参数选择设计-8

3.光伏组件MPPT原理研究设计-9

3.1光伏电路组件的MPPT原理分析-9

3.2BOOST电路的工作原理分析-11

3.3BOOST电路的数学模型-12

3.4BOOST电路的参数设计-13

3.4.1计算占空比D-14

3.4.2计算滤波电感L-14

3.4.3计算滤波电容C-14

3.5 BOOST控制器设计-15

4.单相PWM逆变电路设计分析-17

4.1逆变电路工作原理-17

4.2 PWM原理介绍-18

4.3单相PWM逆变电路参数计算-20

4.3.1负载参数计算-20

4.3.2滤波电容的参数设计-21

4.3.3隔离变压器时，逆变电路输出电流有效值-21

4.3.4无隔离变压器时，逆变电路输出电流峰值-22

4.3.5滤波电感的计算-22

4.3.6逆变电路输出电压-23

4.3.7根据开关器件流过的电流选择开关器件-24

4.3.8逆变电路直流侧电压-24

4.3.9逆变器主开关器件耐压计算-24

4.4逆变器的数学模型-24

4.5 控制环路设计-27

5.系统的仿真分析-28

5.1电路参数及指标-28

5.2仿真模型-28

总结与展望-31

致谢-32

参考文献-33

附录-35