而，在开发太阳能技术的过程中，人们把大部分注意力都放在了如何提高光电池的效率上。但另个不能忽略的重要问题是，如何设计将电池产生的直流电高效率地转换成交流电的电路。为了在成本上与燃烧媒石油等化石燃料的发电方式相竞争，提高逆变器每个百分点的效率都是非常重要的。逆变器是光伏发电系统中主要组成部分之，年代末日本学者等率先研制成功种电流源型光伏阵列并网逆变器。这种并网逆变器较好地适应了光伏电池类似电源的特性，取得了较好的性能。但由于采用了电流源逆变主电路，使主电路及控制复杂化，因而没有得到很好的发展。年代以来，随着电力电子及控制技术的发展，电压型可逆变流技术越趋成熟。由于其优越的双向功率变流及其电流控制性能，使这类技术直接应用于光伏阵列的并网发电，并获得了网侧正弦波电流特性，真正实现了绿色电能变换。随着技术的不断更新，控制电路中的调制技术也得到了很大的发展，其中第副边提供电压。其工作原理是当光耦原边有控制电路的驱动脉冲电流流过时，光耦导通，使基极电位迅速下降，截止，导致基极得到高电平而导通，恰好跟相反而截止，电源通过栅极电阻接到门极，使管导通当光耦原边无控制电路的驱动脉冲电流流过时，光耦不导通，使基极电位上升导通，从而使得,的基极得到个低电平使截止，导通管栅极电荷通过栅极电阻迅速放电，电压使能可靠关第三章软硬件电路设计断光耦采用组合光敏管型光耦,具有光敏二极管响应速度快，线性特性好，电流传输大的优点，能满足实验的要求。桥式驱动电路设计本桥式组电路是由只沟道组成，而非传统的两只沟道管子和两只沟道管子，这样的由相同的管子组成的桥式电路对称性更好，管压降小，减小了能量损失。但是这样便使得驱动电路要复杂些，因为在驱动过程中要考虑到同桥臂侧的两只管子地要相互隔离。与相同也是压控型器件，其驱动电路如图所示。图桥式逆变器驱动电路其工作过程如下在逆变过程中，给的，脚和，脚交替输入频率为的的脉冲，当脚为窄脉冲高电平时，脚为其反相信号。当给脚高点平时的发光二极管导通，则光敏管受光导通，脚高点平，导通脚为脚的反相信号是低电平，截止，导通。脚信号同脚信号相位相差，此时为低电平信号光电管截止，其脚为低电平截止，此时脚为高电平导通，截止，这样直流电通过然后经过负载连接到流回负极，当脚为高电平时，导通截止，输出端极性翻转。这样便得到了频率为的交流电。输入到的波形可以用图形直观描述，其波形图如图所示。第三章软硬件电路设计图桥式逆变器控制波形反馈调压电路设计反馈调压电路如图所示。图反馈调压电路当逆变器正常工作时，逆变器的输出信号接反馈变压器，此电压经整流滤波及分压得到反馈电压，显然的大小是正比于逆变器的输出电压的。调节可调节负反馈电压的大小，用于校正反馈电压信号。控制信号被送到单片机转换的模拟量输入口，经转换器转换成数字量然后交给单片机进行处理。单片机根据检测到的电压反馈信号，调节斩波升压部分波形的占空比，从而得到预置的输出电压值。第三章软硬件电路设计微控制器及外围电路键盘电路图矩阵键盘电路矩阵键盘的扫描方法有多种，如逐点扫描，逐行扫描，全局扫描等。其中全局扫描，速度快，易学易用，程序简单，可是它不支持同时多键处理，最佳适用扫描键盘，可以用在般的用途。下面详细介绍扫描方法。键盘接的前个口为行接线，后个为列接线。这样的接法就构成了个坐标，每个键都对应这个行的位置和个列的位置。例如我们说左上角的那个所对应第行和第列，即单片机和两个口。键盘的组成是用的微动开关，微动开关的特性是当有键按下时开关的两个引脚闭合导通。无按键时两个引脚是断开的状态。这样当我们按下图中左上角的键时和在物理上是电网，而且用电水平很低，平均年用电仅为千瓦时，在年甚至内都不可能靠常规电力解决他们的用电问题，光伏发电则是解决分散农牧民用电的理想途径，市场潜力十分巨大。目前太阳能光伏发电系统大致可分为三类离网光伏蓄电系统。这是种常见的太阳能应用方式，在国内外应用己有若干年。系统比较简单，而且适应性广。只因其系列种类蓄电池的体积偏大和维护困难而限制了使用范围。光伏并网发电系统。当用电负荷较大时，太阳能电力不足就向市电购电而负荷较小时，或用不完电力时，就可将多余的电力卖给市电。在背靠电网的前提下，该系统省掉了蓄电池，从而扩张了使用的范围和灵活性，并降低了造价。离网和并网两者混合系统，这是介于上述两个方之间的系统。该方案有较强的适应性，例如可以根据电网的峰谷电价来调整自身的发电策略。但是其造价和运行成本较上述两种方案高。从远期看，光伏并网发电将以分散式电源进入电力市场，并部分取代常规能源从近期看，光伏并网发电可以作为常规能源的补充，解决特殊应用领域，如通信信号电源，和边远无电地区民用生活用电需求，从环境保护及能源战略上都具有重大的意义国内外光伏并网发电系统的研究进展国外进展部分在国外，近年来太阳能光伏电源己开始由补充能源向替代能源过渡，并从偏远无电地区中火功率的发电系统向并网发电系统的方向发展。我国光伏技术虽然经过年的努力，已具有定的水平和基础。但是，与世界先进国家相比仍有不少的差距。目前我国光伏产品的市场份额为启用光伏电源和光伏电站占，通信领域占，铁路公路信号源气象台站电源等其他工业领域占，各种民用商品占。随着常规能源资源的有限性和环境压力的增加，使世界上许多国家重新加强了对新能源和可再生能源技术发展的支持。近几年，国际光伏发电迅猛发展。世界光伏组件在过去巧年平均年增长率约。年代后期，发展更加迅速，最近年平均年增长率超过。年光伏组件生产达到。在产业方面，各国直通过扩大规模提高自动化程度改进技术水平开拓市场等措施降低成本，并取得了巨大进展。商品化电池效率从提高到，生产规模从年发展到年，并正在向第章综述甚至扩大光伏组件的生产成本降到美元以下。发展中国家印度处于领先地位，目前有多家公司从事与光伏发电技术有关的制造业，其中有个太阳电池制造厂和个组件生产厂，累计装机容量约。国际光伏发电正在由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的方向发展，光伏发电己由补充能源向替代能源过渡。到目前为止，世界太阳电池年销售量己超过兆瓦，电池转换效率提高到以上，系统造价和发电成本己分别降至美元峰瓦和美分度电在太阳能利用方面，由于技术日趋成熟，应用规模越来越大，仅美国太阳能热水器年销售额就逾亿美元。太阳能热发电在技术上也有所突破，目前己有余座大型太阳能热发电站正在运行或建设。并网型户用太阳能发电设备，从年后迅速发展，到年己占当年太阳能发电设备市场的。其中比较突出的是美国，年提出的百万太阳能屋顶计划，按每户计算，计划到年将在万个用户屋顶上安装共计的太阳能发电设备。德国年开始实施的万太阳能屋顶计划，在年安装共计的太阳能发电设备。日本从年开始发展并网型户用太阳能发电设备，到年已安装套，到年要达到套，。日本为了发展并网型户用太阳能发电设备，把它作为种新的家用电器来对待，突破关键技术，降低成本。这其中包括把太阳电池的转换效率提高到以上，发展新型的高频变压器绝缘方式或正激变压器绝缘方式逆变器。据资料介绍，年日本太阳电池价格为日元，并网型户用太阳能发电设备价格为日元，发电成本为日元。年将分别下降为日元，日元和日元。年将分别下降为日元，日元和巧日元。到那时完全可以和火力发电价格相竞争。然导通了，而其它的口都处于的状态。我们只要让单片机发现哪两个口是导通的我们就可以知道是哪个键被按下了。这里我们用的种方法是先将个行线的口置为低电平，将列线的口置为高电平。这样当有键按下时行的口就和列中的口导通了，因为行线的口都是低电平所以和行线导通的列线也将会变成，而其余的列线因为开始时是又没和其它的行线导通，所以依然是。这样我们就可以找出了我们的按键所在的列了因为列线中只有导通的列线变为了，任何电平与低电平相导通都属于短路，短路的线将会是低电平。其实，所谓的行列是我们人为规定的，如果试着把列看成行，将行看成列是样的。这里我们规定为行，为列。现在我们知道了我们按下的键所在的列了，只要再知道它所在的行的话，我第三章软硬件电路设计们就可以确定它的位置了。这时我们将个行线的口置为高电平，将列线的口置为低电平，这是和最初的置式相反。被按着的那个按键还是导通的，还是属于短路，所以在被置的行线中将会有个变成了这样我们就确定了按键在行中的位置，到此我们还要确定什么呢不需要了，我们已经找到了按下的键了。二四位七段显示电路图动态数码管显示电路动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在起，由位选线控制是哪位数码管有效。这样来，就没有必要每位数码管配个锁存器，从而大大地简化了硬件电路。选亮数码管采用动态扫描显示。所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。动态显示的亮度比静态显示要差些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。软件系统的设计本设计的软件系统是基于处理器内核进行设计的。波是在的支持下，由二个定时器和个外部中断及接口获得的。定时器完成采样周期的定时，定时器完成脉冲间隔及脉冲宽度的定时实际上是对与定时。当定时时间到，响应该中断请求，向相应接口送出低电平偶次采样或高电平奇次采样，并计算出偶次采样或奇次采样作为定时时间常数送人并启动，同时启动继续定时。当定时时间到，响应该中断请求，向相应接口送出高电平偶次采样或低电平奇次采样，单片机等待下个采样周期即定时时间到，重复上第三章软硬件电路设计述过程形成波。波是在的支持下，由专门的端口产生。主程序如图的个循环产生个脉冲，即个正弦波周期循环次，并采样次频率给定值，然后按这时的生成控制脉冲序列。初始化读并显示中断按键控制调节的占空比调节计算和电压显示切换装入并启动查表并计算装入并启动返回图主流程图定时器用来采样周期定时，计算出导通时间和关断时间，并将定时时间传给，其程序框图如图。第三章软硬件电路设计定时器中断程序采样次数指针装入并启动查表取值并计算返回图中断流程图通过键盘控制微处理器产生不同占空比的波，和不同频率的波，并能进行显示模式的切换，其程序框图。图键盘流程图在最大功率控制的软件设计中主要使用干扰观测法，通过成比例的增加或者减少变换器的输入电压，移动操作点向最大功率点靠近。这种方法常用于光伏能量系统中。当日照随时间变化不快时，是非常有效。虽然这种方法不能迅速跟踪键盘产生不同占空比的产生不同频率的显示电压或频率第三章软硬件电路设计最大功率点，但是如果增加采样时间，少了硬件个数和成本费用。干扰观测法的实质是基于光伏输出功率的计算和采样电压和电流值计算的功率变化。比较前个和当前的电压值来检测功率变化，计算出参考电压。，用于产生脉宽调制的控制信号。图中是新测量的值，根据这两个值计算功率。比较点与点功率值的变化。功率值的变化决定下步变化的方向。如果功率增加，在搜索方向不变，如果功率减小，在搜索方向相反。搜索方向由是否大于决定。