5KW离网型光伏逆变器的设计

输出为高电平无保护动作信号。其他的类似都是通过检测电路将需要的量检测然后 与给定值进行比较后做出相应的动作。

6.1 系统主程序设计流程

基于DSP的光伏发电系统的软件程序设计的最终目的是实现前级最大功率点跟踪 后级SPWM逆变。软件程序主要包括主程序和中断服务子程序。主程序完成系统的初 始化工作中断服务子程序则主要完成采样以及数据处理等工作。在最大功率点跟踪中 断服务子程序中先采样电池电压和电流然后对数据进行处理得到实时的功率接 着对比上一次采样的功率从而计算出Boost电路的输出占空比在SPWM中断服务子 程序中先是对输出电压采样与参考电压比较之后生成电流参考信号和采样的输出 电流比较然后进行PID调节最后更新比较寄存器

得到SPWM驱动信号。

主程序中包括必要的初始化程序和主循环程序。初始化包括对特殊寄存器以及外部 事件管理器中的寄存器的初始化同时对变量进行定义。主循环里完成多个非中断的功 能一旦中断来临程序就跳转到相应的中断服务子程序根据设计的要求它完成了系统 的电压电流采样、过电压检测、逆变器驱动信号产生以及切换交流直流输入的功能等。 本设计采用的是以DSP2812为主控芯片系统主流程图如图6-1所示。

本设计主要是用DSP来生成PWM波去驱动Boost升压电路和IPM中的逆变桥利 用事件管理器的一个全比较单元输出一对互补的SPWM脉冲利用定时器生成PWM波 去驱动Boost升压电路。时钟由通用定时器1提供计数器的工作方式设置为连续增减 方式。将在每一个周期内产生两次电平翻转即PWM引脚输出一个脉冲。若要实时改 变输出脉冲的占空比在每个脉冲周期内在线计算并改写比较寄存器CMPR1的值即可。 功率开关器件有一定关断延迟当同一个桥臂的上管关断时下管不能马上开通否则 将会由于短路而击穿使用DSP事件管理器的全比较单元中的死区控制器在同一桥 臂的开通和管短间插入一个死区时间防止短路现象发生保护功率器件。通过对比较

单元的寄存器进行适当的设计可以方便的发出所需要的SPWM波。

SPWM程序主要包括对EVA初始化、相关变量初始化、正弦波的产生和CMPR1 的重载前三个功能都是在主程序完成的如图6-1所示。 DSP端口资源的分配如表6-1所示 6.3 A/D中断程序的设计流程

CMPR1的重载是通过比较单元匹配中断实现的中断服务程序流程如图6-2所示。 整个程序是由主程序和T1定时器中断子程序组成主程序用于DSP TMS320F2812 系统初始化及在线计算计算方法为; )sin1(2 1DC taT

式6-1中C

三角波的一个周期时间ω 1

为正弦调制信号的角频率D

三角波的波

谷时间。如上图5-3所示。 其中X 为载波比1 C 2

C M为调制比

N

t

T

T1定时器中断子程序用于更新PWM输出的占空比。占空比的

为常数是通过T1PR寄存器值与调制比 计算得出。

A/D转换的触发源设置为EV中的事件源触发当AD单元接收到触发信号时自动 开始A/D转换且将转换结果自动存入结果寄存器ADC-RESULT中当转换结束信号 到来时进入ADCINT中断服务程序进行相应处理。在中断服务程序中首先读取转换结 果利用计算平均值滤波算法对转换结果进行数字滤波按一定关系转换成相应的实际 电压和电流计算电流和电压的有效值传递到主程序中进行判断和谐波分析并通过液 晶显示出来程序流程如图6-3所示。

结论

本设计是围绕对离网型逆变器的设计对于逆变器内部的主要模块进行了理论分析 和研究主要包括光伏电池阵列、驱动电路、控制电路几个部分具体内容如下 12

对光伏发电系统的工作原理、结构类型进行了详细的分析。

根据光伏电池的数学模型对不同温度、不同光照情况下的输出特性进行了仿真

研究并对MPPT方法进行了分析。 3

完成对逆变器主电路的设计。主要采用的是单相全桥逆变电路介绍了电压型逆

变电路的特点及PWM的算法完成对输出电感电容的选型。 4

完成对逆变器的二次回路的设计。对电源板上的主控芯片UC3842及驱动板上的

驱动模块IPM进行介绍。 5

最后是软件的设计本设计采用的是DSP控制电路。通过DSP的定时中断生成

PWM波去控制驱动模块上逆变电路的驱动信号。 本次设计是在公司里完成的

让我深深感受到自己学的专业知识的薄弱。通过这次

设计将以前所学习的理论知识和实践作了一次很好的融合。既扎实了基础又灵活了 运用。这次设计是我认识到

在以后的学习中要多加强理论知识学习的同时

注重实

践的培养用理论去指导实践在实践中践行理论真正的提高自身的专业知识水平。

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