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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。


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外环采用输出电压瞬时值直接反馈, 与数字控制器程序内的正弦表参考电压比较,电压调节器采用比例积分调节,内环采 用输出电感电流的反馈信号与电压调节器的输出进行比较,采用比例调节。


通过该双 闭环控制策略产生的信号驱动逆变器的全桥电路,经输出滤波器得到正弦交流电输出。


电压环 调节器 电流环 调节器 逆变器 输出 滤波器 正弦参 考电压 电感电流检测 输出电压检测 图数数字控制策 略框图如图所示,系统的传递函数如图所示。


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该处理 器还集成了的存储器和 是公司推出的位定点数字信号处理器,处理速度可达。


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。


部分内容简介后续升级,逆变器采用全数字的控制方式。


部分内容简介后续升级,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 高达个可配置引脚 两个强大的事件管理器 丰富的串行外围设备,包括,等。


逆变器控制策略的选择 控制以参数简单易整定等特点得到广泛的工程应用。


基于成本和性能两方面综合考 虑,本课题采用了控制策略进行逆变系统的控制。


逆变器采用控制时,如果只是采样 输出电压瞬时值反馈,其动态性能和带非线性负载时的性能均无法令人满意如果将流经输出 滤波电感或输出滤波电容的电流瞬时值引入反馈中,其性能将得到较大的改进。


数字控制策 略框图如图所示,系统的传递函数如图所示。


外环采用输出电压瞬时值直接反馈, 与数字控制器程序内的正弦表参考电压比较,电压调节器采用比例积分调节,内环采 用输出电感电流的反馈信号与电压调节器的输出进行比较,采用比例调节。


通过该双 闭环控制策略产生的信号驱动逆变器的全桥电路,经输出滤波器得到正弦交流电输出。


电压环 调节器 电流环 调节器 逆变器 输出 滤波器 正弦参 考电压 电感电流检测 输出电压检测 图数字系统控制策略框图     图数字系统传递函数框图 图中为电阻值为电容值为电感值分别为电压环调节的比例系数 和积分系数为电流环的比例系数为控制的比例系数为电感电流的反馈 系数,为输出电压的反馈系数,为正弦参考电压。


外特性是衡量逆变器性能的个重要指标,逆变器的外特性越硬,其输出电压受负载的影 响越小,即逆变器从空载到满载过程中输出电压的变化量越小。


面对双环系统的外特性进行具 体分析。


根据图的传递函数框图可得纯阻性负载时系统的开环传递函数为   空载时系统的闭环传递函数为  纯阻性负载时系统的闭环传递函数为  根据劳斯稳定判据,要保证该闭环控制系统稳定,必须满足  同理可得,空载时要保证系统稳定,必须满足 均采用如下图所示的驱动电路, 实现相互隔离的四路驱动信号输出。


图驱动电路 硬件保护电路 硬件保护 电路是交直流 电源的重要组 成部分,本 图信号调理电路 图输出电压频率捕获电路 输出电流保护信号 输出电压频率捕获 逆变器系统主要由输入过压保护输出过流保护组成。


其基本原理类似,都是通过上述的采样 电路采样相应的信号量,在进行幅值上的衰减后与设定的阈值比较,超过此电压阈值就保护。


具体电路如图及图所示,前级对信号进行衰减,然后通过二极管峰值检波电路,取 得信号的峰值,与相应的阈值比较,产生保护信号。


为了使系统安全运行,产生保护信号后, 应立即锁存该信号,同时关断全桥逆变器的四个管,保护信号锁存电路如图所示。


产 生最终保护锁存信号,通过逻辑门,关闭上述驱动电路的驱动信号,从而使全桥逆变器的四个 有效关断。


数字控制部分硬件电路设计 数字控制部分是逆变器的核心,是实现逆变器控制策略的关键装置。


为了实现上述章节对 太阳能光伏发电逆变控制策略的复杂算法,我们采用最高运行速度达的具有强大运算 能力的数字信号处理器作为主控制芯片,设计了套基于数字控制技术的太阳能 光伏发电逆变控制器。


其工作原理可概括为采样输出电压量,电感电流量,根据该采样值进 行双闭环控制的策略,计算并输出四路信号,通过驱动电路驱动的开通与关断, 实现逆变控制功能。


同时系统还具备与数据通信功能。


以下将详细介绍数字控制部分的硬件电 图输出电流保护电路 图输入电压保护电路 图保护信号锁存电路 输入电压保护信号 保护信号锁存 路设计。


本课题的逆变器控制器的数字部分框图如图所示。


系统包括了电源电路调试接 口电路时钟电路复位电路采样前端电路输出电路通信接口电路通 信接口电路电路等。


以下将详细介绍各部分硬件电路的设计。


时钟及电源电路 为了给提供精确而且稳定的时钟,减少由于外界环境的影响而造成的晶振不 稳定,本设计采用有源晶振作为外部时钟。


外部时钟经过内部振荡电路产生 谐振后经过锁相环的倍频和分频后为处理器内核和所有片上外设提供运行时钟。


总共需要三种类型的电源,分别为只能使主 频达到,当主频达时,需要及两种类型的地,。


公司的电源管 理芯片为公司的提供完整的单芯片电源管理,能提供双电压输出,同时可以 通过引脚电平确定双电压输出的先后次序,而且还可以为提供有效的复位信号。


本设计采 用该芯片为系统提供有效的电源管理,其电路如图所示。


要求和 有上电顺序,必须是先上电,然后再上电芯片内核。


这样可以在内核启动前确定的状 态,以便启动时根据的状态跳到相应的地方执行相应的代码。


因此应该将的 引脚置零。


为了节省成本考虑,本系统中将和及和通过磁珠相连。


图控制器的电源电路 调试接口 所有的公司系列均采用标准,由五根标准信号 线及两根公司自定义的扩展调试信号线,组 成。


其设计电路图所示。


图逆变器控制器的数字部分框图

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