（定稿）法局法律服务综合建设项目投资申请报告7

六电网电压同步信号采样电路设计逆变器输出的电压只有与电网侧的电压幅值相位频率致时，才能并入交流电网之中。

电网电压同步信号采样电路如图所示。

图电网电压同步信号采样电路七驱动电路驱动芯片是美国国际整流器公司利用自身独有的高压集成电路及无门锁技术，于年前后开发并投放市场的大功率和专用驱动集成电路，已在电源变换马达调速等功率驱动领域中获得了广泛的应用。

该电路芯片体积小集成度高可驱动同桥臂两路，响应速度快偏值电压高驱动能力强，内设欠压封锁，而且其成本低，易于调试，并设有外部保护封锁端口。

尤其是上管驱动采用外部自举电容上电，使得驱动电源路数目较其他驱动大大减小。

对于发射极个开关管构成的全桥电路，采用片驱动个桥臂，仅需要路电源，从而大大减小了控制变压器的体积和电源数目，降低了产品成本，提高了系统的可靠性。

其驱动电路结构如图所示。

驱动模块逆变桥图驱动电路主电路设计与关键参数选择本设计属于单相双级光伏并网逆变器的拓扑结构，其内部电路结构如图所示。

图单相双级光伏并网逆变器的拓扑结构电路设计与参数选择图斩波电路升压电感参数的设计对于般的变换器来说，由于电感和电容寄生电阻的影响，随负载电流增加，输出电压会下降，输出电压对占空比的敏感度下降，控制特性变差。

为了输出电压的稳定，控制电路尽量增大占空比，使电压增益变大以便于维持输出电压的恒定。

因此，设计中选择滤波元件总是尽量选取小的寄生电阻元件，且实际应用中，是占空比调节。

为了使光伏发电系统能够不间断的往外输出功率，前级的升压斩波电路应该工作在电感足够大电流连续的模式下。

根据伏秒平衡的定理，电感电压在开关管的个周期内对时间的积分为零。

即如式所示其中是太阳能电池阵列的输出电压，是直流母线的电压，也即电路的输直流侧电流采样电路电流传感器的实际和采样输出的比例为，取样电阻，将电流信号转化为电压信号。

通过和滤波后，经过个限流电阻送入到电压跟随器中。

其中的电压跟随器起到缓冲隔离带负载能力提高的作用。

在通过串联的两个肖特基二极管进行稳压到，调理到适合所适应的信号送入到引脚。

三交流侧电压采样电路交流侧的电压通过霍尔电压传感器测得，本设计选用霍尔电压传感器型号为。

这种传感器电源电压是，绝缘电压是，输入额定电流为，输出额定电流为。

取得电压传感器的电压幅值在，范围内。

其电路调理电路如图所示。

图交流侧电压采样电路上图中的输入为霍尔电压传感器采集到的输出信号，范围为，。

利用个电压跟随器将霍尔电压传感器的输出信号减半因为只能接收正的信号，所以利用个加法器，将输入的交流正负信号转换为单极性的，的信号。

然后再将信号减半，通过滤波电路，经过两个串联的肖特基二极管限幅送到的引脚。

四交流侧电流采样电路通过霍尔电流传感器得到定比例的弱电压信号。

其采样调理电路如图所示。

图交流侧电流采样电路本设计所采用的霍尔电流传感器型号为，交流绝缘电压。

其额定电流为输出额定电流为，电源电压为。

将被测量信号穿过电流传感器中间的孔即出电压，是开关管的开关周期，是电路开关管的占空比，是开关管的导通时间，是开关管的截止时间。

整理可得其中基波频率取为，把电感值带入上式可以求出电容值为，最后选取电容值为。

第四章光伏并网逆变器仿真测试升压电路仿真测试升压斩波电路是将光伏太阳能电池阵列输出的电压进行升压变换，电路结构简单，效率较高控制也较为简单。

由以上章节中对光伏并网逆变器的结构进行的设计，参数的计算，本设计用的模块进行仿真测试，通过波形分析所设计的参数是否达到了本文主要性能指标的要求。

搭建识别的工作数字信号。

通常模拟信号的采集需要用到电压互感器电流互感器压力传感器霍尔元件等把大的信号转化为弱电信号，然后经过调理电路才能送入。

转换调理电路与的连接如图所示。

图转换电路四电平转换和缓冲电路在新代电子电路设计中，随着低电压逻辑的引入，系统内部常常出现输入输出逻辑不协调的问题，从而提高了系统设计的复杂性。

例如，当的数字电路与工作在的模拟电路进行通信时，需要首先解决两种电平的转换问题，这时就需要电平转换器。

由于采用的是的供电，所以与芯片之间必须加电平转换电路。

电平转换电路与之间的连线如图所示。

图电平转换缓冲电路的作用是用来解决电路中信号可能受到大的干扰，产生大的脉冲波，用来消除干扰，减少对控制芯片内部器件冲击，其连接电路如图所示。

图缓冲电路五片外扩展由于本设计中的采集的数据较多，对处理存储容量有定的要求，所以需要外接块来扩展容量。

本设计选用的片外，只需将它的引脚直接和的数据线相连，与的地址线相连。

其余管脚的连接如图所示。

图片外扩展采样和调理保护电路设计直流侧电压采样电路直流侧电压的采样，我们通过在直流输入端串入个电压霍尔传感器来检测直流侧的电压，把采集到的光伏电池阵列输出的直流电压和升压斩波电路输出的直流电压都送到芯片中。

其采样检测电路如图所示。

图直流侧电压采样电路通过电压霍尔采样电路，为功率电阻，用来确定原边电流和被测电压之比。

电压霍尔传感器输出的电流信号，经过测量电阻变成电压信号，又经过滤波电路后，有个电压跟随器经个限流电阻连接到串联两个稳压肖特基二极管后送入到的引脚。

二直流侧电流采样电路对于直流侧电流的采样，我们通过在直流输入端串入个电流传感器来检测直流侧的电流，把采集到的光伏电池阵列输出的直流电流和升压斩波电路输出的直流电流都送到芯片中。

其采样检测电路如图所示。

图为原边的输入信号。

输出端的电流信号串接合适的电阻即可转换为定范围的采样电压信号。

经过适当的调理送入的引脚。

五电网交流侧过零比较电路由于芯片只能采集信号，所以需要硬件电路辅助实现将电网正弦波电压信号转换为的脉冲信号，该脉冲信号和正弦波有相同的过零点。

其结构如图所示。

图电网交流侧过零比较电路将电网电压通过霍尔电压传感器，送入到倍的运算放大电路中，然后驱动三极管的开断，产生方波信号，利用与非门产生数字信号送入的引脚，正向脉冲信号被的捕捉到产生个中断。

因而能够检测到电压的过零点，确定光伏并网逆变器电电路制存储的起始单元为脉搏信号选用的是通道输入，单片机控制存储的起始单元为。

转换子程序主要采用外部中断源来读取中断信号。

程序转换控制首先选择通道并启动转换，接着计算转换次数，当转换次数没有达到时，则中断读取转换结果，并且开始调用串口子程序而当转换次数达到时，则控制切换到另通道，再中断读取转换结果并调用串口子程序。

转换子程序的流程图如图所示，其程序代码见附录所示。

开始中断向量设置选择通道，外存存放地址设为，数据转换个数清零，启动转换等待转换结束中断结束外存数据存放地址加，转换次数加转换次选中通道为，为中断返回中断处理读取转换结果切换到通道，数据转换个数清零，外存存放地址为，启动转换切换到通道，数据转换个数清零，外存存放地址为，启动转换开始图转换子程序的流程图串口通信子程序定时器计数器既作为波特率发生器又作为中断源。

首先运行初始化程序，设置为中断允许状态，选用串口方式，波特率设置为，由此计算出初值为。

最后由单片机控制输出信号。

串口通信子程序的流程图如图所示，其程序代码见附录所示。

转换次数次把累加器的内容送给串行口的缓冲寄存器把外存储器单元的内容送给累加器设置初始化参数结束开始机显示图串口通信子程序的流程图仿真结果与分析本文借用电路模拟仿真软件对论文中设计的电路进行波形仿真验证。

假设输入的心音信号为幅度，频率的正弦信号输入的脉搏信号为幅度，频率的正弦信号。

下面详细介绍信号处理电路对采集的心音和脉搏信号进行的滤波和放大功能。

心音前置放大电路波形仿真图如图所示。

通过仿真图可以看出，输入幅值为的心音信号，经过心音前置放大电路后，输出幅值为的心音信号。

因此可以算出前置放大电路的放大倍数为，符合电路设计要求。

图心音前置放大电路波形仿真图心音带通滤波电路波形和频谱显示仿真图如图所示。

通过波形显示仿真图可以看出，输入幅值为的心音信号，经过心音带通滤波电路后，输出幅值为的心音信号。

因此可以算出的幅值为，经过后级放大电路的输出信号的幅值约为，因此可以算出后级放大电路的放大倍数约为，在设计放大倍数范围内。

如果想要改变电路的增益，可以调节的阻值。

图脉搏信号后级放大电路波形显示仿真图信号通过信号处理模块，则进入主控模块进行存储和输出，下面利用软件对系统主控电路进行仿真。

仿真实现过程中，由于本文没有制作实物，无法和硬件设备机连接显示，因此本文利用示波器代替机进行软件仿真。

仿真图中，假设输入心音信号为正弦信号，脉搏信号为脉冲信号，频率都为。

心音脉搏处理信号分别输入转换电路的模拟输入端口的和，信号先转换成数字信号，然后单片机控制存储到外存储单元。

由于示波器不具备机的转换功能，所以电路中设计了的芯片，对输入示波器中的信号进行转换。

仿真图表明，采集到幅值为的心音信号和的脉搏信号，两种信号的频率不变。

电路如图所示。

图心音和脉搏信号显示仿真图结论本文通过心音和脉搏的传感器模块心音和脉搏信号处理电路模块和系统主控电路模块成功的综合采集了心音和脉搏信号，并经过单片机控制和在计算机上显示，可以融合处理与流跟踪电网电压的同步。

六电网电压同步信号采样电路设计逆变器输出的电压只有与电网侧的电压幅值相位频率致时，才能并入交流电网之中。

电网电压同步信号采样电路如图所示。

图电网电压同步信号采样电路七驱动电路驱动芯片是美国国际整流器公司利用自身独有的高压集成电路及无门锁技术，于年前后开发并投放市场的大功率和专用驱动集成电路，已在电源变换马达调速等功率驱动领域中获得了广泛的应用。

该电路芯片体积小集成度高可驱动同桥臂两路，响应速度快偏值电压高驱动能力强，内设欠压封锁，而且其成本低，易于调试，并设有外部保护封锁端口。

尤其是上管驱动采用外部自举电容上电，使得驱动电源路数目较其他驱动大大减小。

对于发射极个开关管构成的全桥电路，采用片驱动个桥臂，仅需要路电源，从而大大减小了控制变压器的体积和电源数目，降低了产品成本，提高了系统的可靠性。

其驱动电路结构如图所示。

驱动模块逆变桥图驱动电路主电路设计与关键参数选择本设计属于单相双级光伏并网逆变器的拓扑结构，其内部电路结构如图所示。

图单相双级光伏并网逆变器的拓扑结构电路设计与参数选择图斩波电路升压电感参数的设计对于般的变换器来说，由于电感和电容寄生电阻的影响，随负载电流增加，输出电压会下降，输出电压对占空比的敏感度下降，控制特性变差。

为了输出电压的稳定，控制电路尽量增大占空比，使电压增益变大以便于维持输出电压的恒定。

因此，设计中选择滤波元件总是尽量选取小的寄生电阻元件，且实际应用中，是占空比调节。

为了使光伏发电系统能够不间断的往外输出功率，前级的升压斩波电路应该工作在电感足够大电流连续的模式下。

根据伏秒平衡的定理，电感电压在开关管的个周期内对时间的积分为零。

即如式所示其中是太阳能电池阵列的输出电压，是直流母线的电压，也即电路的输直流侧电流采样电路电流传感器的实际和采样输出的比例为，取样电阻，将电流信号转化为电压信号。

通过和滤波后，经过个限流电阻送入到电压跟随器中。

其中的电压跟随器起到缓冲隔离带负载能力提高的作用。

在通过串联的两个肖特基二极管进行稳压到，调理到适合所适应的信号送入到引脚。

三交流侧电压采样电路交流侧的电压通过霍尔电压传感器测得，本设计选用霍尔电压传感器型号为。

这种传感器电源电压是，绝缘电压是，输入额定电流为，输出额定电流为。

取得电压传感器的电压幅值在，范围内。

其电路调理电路如图所示。

图交流侧电压采样电路上图中的输入为霍尔电压传感器采集到的输出信号，范围为，。

利用个电压跟随器将霍尔电压传感器的输出信号减半因为只能接收正的信号，所以利用个加法器，将输入的交流正负信号转换为单极性的，的信号。

然后再将信号减半，通过滤波电路，经过两个串联的肖特基二极管限幅送到的引脚。

四交流侧电流采样电路通过霍尔电流传感器得到定比例的弱电压信号。

其采样调理电路如图所示。

图交流侧电流采样电路本设计所采用的霍尔电流传感器型号为，交流绝缘电压。

其额定电流为输出额定电流为，电源电压为。

将被测量信号穿过电流传感器中间的孔即