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基于S3C2410的光伏并网发电模拟装置

作者: 时间:2011-07-22 来源:网络 收藏

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式中:n=1,2,…,360为采样点数。
由上式计算出的SPWM脉宽表是一个有窄到宽,再到到窄的360个值的正弦表,将其存入控制器的内存中以供调用。
2.2 同频、同相的控制方法与参数计算
(1)同频控制方法。本系统是将参考电压转换成方波,设置外部中断EINT3为上升沿触发,通过连续2次中断获得参考电压的频率值,并设置SPWM波的频率。把A/D口采集的电压值与最大额定功率的电压值比较。如果较小,就增大占空比系数;如果较大,就减小比例系数,从而调节SPWM波的占空比来实现增大或减小输出电压值,实现最大功率跟踪。为了使功率电路小型化,减小失真并保持较高的变换效率,该频率必须足够高,综合考虑为使性能达更好,采样点数取360个。
(2)同相的控制方法。将反馈的电流值转换成电压值,经过过零比较器形成方波,单片机设为在电压上升沿出发,在反馈电压的上升沿触发外部中断,定时计数器开始计数;同样将参考电压经过过零比较器形成方波,在参考电压方波的上升沿停止计数,得到两电压相位差值,通过逐步调整差值,实现同相位跟踪。
2.3 提高效率的方法
(1)选择驱动功耗低的开关元件,使用开关电路,舍弃线性电路,并使上升沿和下降沿尽可能陡,减少供电消耗,从而提高系统的效率。
(2)增加采样点个数,产生较高开关频率,使场效应管快速导通、关断,减少功耗,从而提高系统的效率。
(3)用控制器实现。现在许多控制器都具有产生SPWM波的功能,采用控制器可使电路简单可靠,而且还方便对系统的运行状态和参数进行监控、显示和处理,使整个系统的设计非常方便。采用SPWM技术控制正弦波的产生,输出波形失真度小,提高了电路的效率。
2.4 滤波参数计算
本设计的滤波器采用2个LC滤波器并联。
开关频率:fsw,转折频率g.JPG,当滤波器输出的谐波频率为转折频率的100倍时,谐波电压被衰减到原来的0.01%,更高的谐波电压可忽略不计。
电容与电感关系:h.JPG

3 硬件电路设计与实现
硬件电路由以下几部实现。
3.1 DC-AC主回路与器件选择
(1)DC-AC主回路如图3所示。逆变主电路主要由全桥逆变电路、滤波器、高频升压变压器及LC滤波电路构成。功率MOSFET管G1,G2,G3,G4构成全桥逆变,用于控制每个开关周期传递到变压器次级的直流能量。由于逆变电路的桥式结构,使逆变器具有了泄放通道,降低了功率MOSFET管的电压能力;高频升压变压器具有电气隔离、调整电压比和储能的作用,把电压提高到系统需要的电压等级;两个LC滤波器并联可滤除逆变输出SPWM波中的高次谐波分量,使输出波形正弦化,起到抑制电磁干扰的作用。

本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/187428.htm

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(2)开关元件的选择。设计采用的MOSFET管,是一种只有多数载流子导电的单极型器件,由于不存在少数载流子积蓄效应,开关速度快,而且它是一种绝缘栅器件,基本不需控制电流,因而驱动功率小,它也没有二次击穿现象,安全工作区宽,热稳定性好。
3.2 控制电路
控制电路主要实现控制逆变器的SPWM驱动信号和过流、欠过压保护功能,ARM嵌入式系统中的为其核心部件。具有丰富的内部设备的高性能、低功耗的8位微处理器。具有8路10位ADC转换通道,4路PWM定时器通道。减少了所需元器件,提高了系统的集成度和可靠性,而且还方便对系统的运行状态和参数进行监控、显示和处理,使整个系统的设计非常方便。由该控制器产生的SPWM波形质量较好,频率稳定,满足设计要求。ARM开发板中的中的其中3个端口作为A/D转换器的模拟输入端,可实现A/D的转换。



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