【26页】南京航空航天大学_光伏并网发电模拟装置_崔益军.doc文档优秀范文
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全桥逆变器 变器 这种逆变器所用的功率管数目少，主电路结构简单，广泛应用于单相和三相逆变器中，但 是也存在如要 求。
逆变器拓补结构选择 逆变器常用拓扑结构主要包括如下几类 单相半桥逆数字控制部分 主要负责运算处理环节，运用合适的算法实现闭环控制策略，产生相应的控逆变器部分的主要功能为 在功率电路方面，前级直流电压输入经过桥式逆变器成为高频矩形脉冲形式的交流电压，再 经过后级的低通滤波器，成为光滑的正弦交流电输出。
在控制电路方面，采样电路采 样输出电压电流信号，并通过调理电路，将采样信号调理至数字控制部分的电平幅值范围内。
如系统出现过载或过流的情况，则产生保护信号，关闭四路开关管的驱动输出。
数字控制部分 主要负责运算处理环节，运用合适的算法实现闭环控制策略，产生相应的控制信号经过驱动电 制灵活，且输出电压是半桥电路的两倍，开关管所承受的电 压电流应力均相对较低，且控制方式灵活，尽管所用的功率管的数量较多，但容易进行多种 组合实现软开关技术，因而在各种场合尤其较高功率输出的情况得到十分广泛的应用。
此外全 桥逆变电路由于桥臂输出电压存在零电压的续流状态，可实现倍频，在较低的开关频率下，可 以获得更好的谐波控制。
逆变系统主控制器选择 随着逆变器要求的不断提高，传统的模拟控制型正弦波逆变器由于其固有的缺点已渐渐不 能满足要求同时，随着各种高性能微处理器的出现，逆变器的全数字控制已成为现实。
逆变器扩展功能部分 存储电路 电路点。
全桥电路结构相对复杂，但控 如系统出现过载或过流的情况，则产生保护信号，关闭四路开关管的驱动输出。
在控制电路方面，采样电路采 样输出电压电流信号，并通过调理电路，将采样信号调理入经过桥式逆变器成为高频矩形脉冲形式的交流电压，再 经过后级的低通滤波器，成为光滑的正弦交流电输出。
电路低通滤波器驱动保护电路等。
求，本项目设计组成见图所示。
逆变器部分包括主控制单元信 号采样调理电路逆变器主部分内容简介 其他。
部分内容简介 其他。
系统方案 总体介绍 针对系统指标要求，本项目设计组成见图所示。
逆变器部分包括主控制单元信 号采样调理电路逆变器主电路低通滤波器驱动保护电路等。
逆变器部分的主要功能为 在功率电路方面，前级直流电压输入经过桥式逆变器成为高频矩形脉冲形式的交流电压，再 经过后级的低通滤波器，成为光滑的正弦交流电输出。
在控制电路方面，采样电路采 样输出电压电流信号，并通过调理电路，将采样信号调理至数字控制部分的电平幅值范围内。
如系统出现过载或过流的情况，则产生保护信号，关闭四路开关管的驱动输出。
数字控制部分 主要负责运算处理环节，运用合适的算法实现闭环控制策略，产生相应的控制信号经过驱动电 路，控制全桥电路的开关管，从而实现整个逆变器的闭环控制，使输出满足系统设计的性能要 求。
逆变器拓补结构选择 逆变器常用拓扑结构主要包括如下几类 单相半桥逆变器 这种逆变器所用的功率管数目少，主电路结构简单，广泛应用于单相和三相逆变器中，但 是也存在如下缺点 直流电压利用率低 输出谐波含量大 必须设置死区时间，输出电压波形发生畸变 续流二级管为功率开关管的体二级管，性能较差，很难得到优化设计。
全桥逆变器 全桥式逆变器需要用四个功率开关管，其特点包括 功率开关管的电压应力为，适合用于高压输入场合 输出为两态，或者三态，可分别实现双极性和单极性调制 必须设置死区时间，输出电压波形会发生畸变。
半桥电路结构简单，但它需要外接正负直流母线电压，其幅值超过输出电压最大值的两倍， 器件电压应力大，直流电压利用率低桥臂只能输出和两态电平，工作于双极性调制方式， 桥臂输出波形谐波含量大，需要高的开关频率和大的滤波器。
以上几点也是半桥型逆变器的缺 图系统总结构图 直流侧逆变桥电路低通滤波器负载 采样调理电路驱动电路保护电路 数字控制部分 扩展主控制器 逆变器部分 环境监测 传感器 键盘液晶显示 存储 电路 通信扩展 接口电路 逆变器扩展功能部分 存储电路 电路点。
全桥电路结构相对复杂，但控制灵活，且输出电压是半桥电路的两倍，开关管所承受的电 压电流应力均相对较低，且控制方式灵活，尽管所用的功率管的数量较多，但容易进行多种 组合实现软开关技术，因而在各种场合尤其较高功率输出的情况得到十分广泛的应用。
此外全 桥逆变电路由于桥臂输出电压存在零电压的续流状态，可实现倍频，在较低的开关频率下，可 以获得更好的谐波控制。
逆变系统主控制器选择 随着逆变器要求的不断提高，传统的模拟控制型正弦波逆变器由于其固有的缺点已渐渐不 能满足要求同时，随着各种高性能微处理器的出现，逆变器的全数字控制已成为现实。
为了 能够实现复杂的控制策略，提高系统抗干扰能力及可靠性，使产品具有优良的致性，方便产 品后续升级，逆变器采用全数字的控制方式。
为了克服数字控制方式存在的缺点，在数字控制处理器的选择时充分考虑处理器运算处理 能力处理器字长采样精度以及采样速度通信接口等诸多因素。
综合以上各方面因素 后，逆变器数字控制的主控制器选用公司的数字信号处理器。
是公司推出的位定点数字信号处理器，处理速度可达。
该处理 器还集成了的存储器和位的密码保护机制，大大改善了应用的灵活性。
片上 集成了两个强大的事件管理器模块，用于产生电机控制及逆变器控制所需要的信号， 并内含死区发生器和保护逻辑同时处理器片上还集成了通道高性能位单元，最高 采样率达，提供了两个采样保持电路，可以实现双通道信号同步采样。
同时具有丰富 的通信接口，完全符合逆变器数字控制的各方面要求。
主要有以下特点 采用高性能的静态技术，低功耗设计，编程电压为 支持边界扫描接口 高性能的位，位和位的乘法累加操作位的双乘法累加器，哈 佛总线结构，统寻址模式和高效的代码转换功能支持和汇编 位的存储器和最多达位的片上 三个外部中断口，外设中断扩展模块支持个外设中断，三个定时器 位保护密码，可以防止系统固件被盗取 位通道模块，最快转换周期为低频输 出基频，另个桥臂始终为高频载波频率，而是每半个输出电压周期切换工作，即同个 桥臂在前半个周期工作在低频，而下个半周则工作在高频，这样可以使两个桥臂的功率管工作 状态均衡，可使全桥的四个功率管使用寿命均衡，有利于增加系统的可靠性。
方式的工作过程为在输出电压的正半周，桥臂低频互补，常通，关断 桥臂高频脉宽调制，互补开关。
而在输出电压的负半周内，两桥臂的工作状态互换，即 桥臂低频互补，常通，关断，桥臂高频脉宽调制，互补开关。
对于每个桥臂而言，每 半个输出电压的周期切换次，交替处于高低频工作状态，两桥臂工作状态均衡，且对于输出 电压的正负半周对称。
逆变桥的两个桥臂分别通过三角载波与关于零电平对称的正弦调制信 号相交截分开调制。
四只功率管的驱动信号及逆变桥输出如图所示。
图生成机制 硬件电路设计 采样调理电路设计 为了实现闭环控制，必须对系统各部分运行参数进行全面的检测，对各种信号进行及时的 采样。
光伏发电系统逆变器的运行信号包括逆变器输出电压有效值输出电压频率输出电感 电流以及直流母线输入电压等。
采样调理电路必须对这些信号进行有效的预处理，使之符合 数字控制部分的输入幅值要求，以方便数字控制部分根据相应的反馈信号，采用合适的算法实 现有效的闭环控制。
电压电流信号采样 电压信号采样对电压量的采样选用电压传感器，它的原边与副边是绝缘的，额定 测量电压为，原边额定电流为，原副边转换率为，具有出色的精 度和线性度抗外界干扰能力强温漂低共模抑制比强反应时间快频带宽等特点， 非常适用于逆变电源系统。
电压采样电路如图所示。
电流信号采样对电流量的采样选用霍尔电流传感器。
它是应用霍尔效应原理 的新代电流传感器，能在电隔离条件下测量直流交流脉冲以及各种不规则波形的电 流。
它的额定测量电流达，原副边匝数比为。
具有高精度高线性度低温 漂抗干扰能力强等优点，广泛的应用于逆变器系统中。
电流采样电路如图所示。
电压电流信号调理 逆变器的数字控制部分选用公司的数字信号处理器，该处理器内部集成的 转换器允许输入电压范围是，因此必须要先对采样信号进行调理才能输入到处理器 的采样单元。
图的电压采样电路 图的电流采样电路 电压电流信号调理电压信号调理电路如图所示。
输出电压经过电压采样后， 输出幅值范围为，经第级运放，信号幅值范围缩小倍，变为。
再经第二级运放的加法运算，使信号整体抬升，幅值范围变为，进入 的采样引脚。
输入电压的调理电路以及输出电感电流的调理电路与之类似。
输出电压频率捕获根据指标要求，输出交流电压信号必须为标准的正弦信号，因此 需要采样输出电压的频率，以便有效地监控输出电压频率。
频率捕获电路如图所示。
前级运放对采样信号进行衰减，衰减后的信号通过后级的过零比较器，得到相应的频 率捕获信号，并将信
