当前位置：首页 > 5KW离网型光伏逆变器的设计
首先把直流电逆变成工频低压交流电再通过工频变压器升压呈220V。50Hz的交 流电给负载使用。它的有点事结构简单各种保护功能均在较低电压下实现。因其逆变 电源与负载之间存有工频变压器故逆变器运行稳定、可靠、过负荷能力和抗冲击能力 强且能够抑制波形中的高次谐波成分。
4.2.6 LC输出滤波电路
通过变压器变压后的SPWM波中含有载波频率的整数倍及其附近的谐波分量。所以需要滤波常见的滤波装置有单电感滤波
LC滤波还有LCL滤波。单电感滤波器
结构简单但是由于高频谐波衰减特性不够理想需要较大的电感量才能对谐波进行 有效衰减或者需要采用较高的开关频率来降低谐波电流因此单电感L滤波器通 常用于小功率高开关频率的并网逆变器中。LC滤波器用场合在公共并网/独立双模式逆 变器中当逆变器工作在独立模式时
LC滤波器能有效衰减输出电压的高频谐波部分
从而可以获得理想的输出电压波形当逆变器工作于并网模式时由于电网电压的钳制 作用仅滤波电感对并网电流起滤波作用滤波电容相当于本地负载。LCL滤波器对高 频分量呈高阻抗对高频谐波电流可起到很大的衰减作用即使在低开关频率和较小的 电感情况下也能满足电流谐波衰减要求。所以大功率场合。
本设计采用的是LC滤波。LC低通滤器的选取主要考虑几个方面的因素噪声、 抑制能力、输出阻抗、逆变电流应力。
设计中还要综合考虑滤波电路的体积、重量以及制作成本通常截止频率选择在开 关频率的1/10~1/20。本设计中选择系统开关频率为18kHz,逆变器输出交流电源频率为 50Hz
初步确定截止频率为1kHz
滤波器中有两个待定的参数即滤波电感和滤波电
LCL滤波器通常用于较低开关频率的中
容。
LC低通滤波器的结构如图4-5所示。 C Z2Z1 UinL Uout
图4-5 LC低通滤波器结构图 LC滤波器的传递函数为 1211 )()( 2 20
swswsUsU lin
(4-7)
式5-6中ω l
为LC谐振的角频率, LCw l /1
为阻尼系数 CL R L 21
S为拉普拉斯算子。 滤波器的截止频率为 LCf c 21
串联阻抗和并联阻抗的乘积
(4-9)
KCL jwCjwLZZ
21
(4-10) L、C值确定后
K为常数由于L/C具有阻抗平方量纲故K也可以用滤波器的另
一参数R表示 2 RKCL
(4-11) 式(4-11L R 的关系 L
RR)8.0~5.0(
(4-12) 本设计中逆变器功率为5kW
输入额定电压为220VDC
要求输出频率为50Hz电
中
R为标称特性阻抗
R和负载电阻
压有效值为220VAC的正弦波。逆变器满载工作时可得 68.95000220 22
PUR
L
(4-13) 所以 744.784.4
R
将R代入式
4-10
与式
4-11
中可得
则此时LC低通滤波器的截
初步选定R=6
L=995μH,C=36.53μF止频率为 kHzLCf c
实验实际选择L=1mHC=10μF
6.121
5控制回路的设计 5.1 辅助电源设计
本设计是基于UC3842的单端反激式开关电源的设计来设计该系统的辅助电源
辅
助电源作用是给整个光伏逆变器系统的控制电路、驱动电路、检测报警电路等提供稳定 的低压电源是系统稳定可靠工作的重要保障。电源板将输入的电变成+15V的直流电 给驱动板和采样板供电。输出的+5V的直流电给液晶板供电。UC3842是一种高性能单 端输出式电流控制型脉宽调制器芯片。内部采用的是双闭环控制内环是电流控制环 外环是电压控制环。无论是电流变化还是电压的变化都会是PWM输出脉冲占空比 发生变化。这种控制方式可改善系统的电压调整率提高系统的瞬态响应速度统的稳定性。其控制系统框图如图5-1。
电流型PWM是在脉宽比较器的输入端直接用流过输入电感线圈电流的信号与误 差放大器输出信号进行比较
从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变
增加系
化而变化。由于结构上有电压环、电流环双环系统。因此无论开关电压的电压调整率、 负载调整率和瞬态响应特性都有提高。
由该集成电路构成的开关稳压电源与一般的电压控制型脉宽调制开关稳压电源相
比具有外围电路简单、电压调整率好、频响特性好、稳定幅度大、具有过流限制、过压 保护和欠压锁定等优点。其内部电路结构如图5-2所示。
UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制芯片。该调制器单端输出能直接 驱动双极型的功率管或场效应管。其主要优点是管脚数量少外围电路简单电压调整 率可达0.01%工作频率高达500kHz
启动电流小于1mA
正常工作电流为5mA
并
可利用高频变压器实现与电网的隔离。该芯片集成了振荡器、具有温度补偿的高增益误 差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电路、输入和基准欠电压锁定电路以及PWM 锁存器电路。其内部结构及基本外围电路如图5-3所示。
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