【正文】 同時(shí)也要感謝自己遇到困難的時(shí)候沒(méi)有一蹶不振，取而代之的是找到了最好的方法來(lái)解決問(wèn)題。在畢業(yè)論文設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到了許許多多的困難。 TDI 用作數(shù)據(jù)輸入，芯片的保護(hù)熔絲與 TDI 相連。 3 I/O 通用數(shù)字 I/O。 ? 40 I 通用數(shù)字 I/O。 。 ；比較器 A輸入端；比較方式：OUT1 輸入。 。 ? 47 I/O 通用數(shù)字 I/O；外部時(shí)鐘輸入端。 VeREF+ 10 外部參考電壓輸入。低功率方式 2 (LPM2)： CPU、 MCLK 和 SMCLK 不工作，數(shù)控晶振的直流發(fā)生器、使能 ACLK 保留。指令組：指令組包括 51 條指令與三種格式和七個(gè)尋址方式。操作數(shù)被載入外轉(zhuǎn)圍記數(shù)器之后，操作的結(jié)果立即被存儲(chǔ)。子 時(shí)鐘 (SMCLK), 子系統(tǒng)時(shí)鐘 通過(guò)外圍 模塊使用。 DMA 控制器 ： DMA 控制器允許數(shù)據(jù) 不經(jīng) CPU 干預(yù)從一個(gè)存儲(chǔ)地址 移動(dòng) 到另一個(gè)。 ADC12： ADC12 模塊支持快速 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換。 MSP430F16x 系列是微型控制器配置與二個(gè)固定16 位定時(shí)器 , 8路 快速的 12 位 A/D 轉(zhuǎn) 換器 , 雙 路 12 位 D/A 轉(zhuǎn) 換器 ,兩個(gè) 通用 連續(xù) 同步 /非同步 通信接口 (USART), I2C 、 DMA,和 48 個(gè) I/O 引腳 。 MSP430F169 單片機(jī)片內(nèi)還包括一個(gè)硬件乘法器。 如圖 。為了實(shí)現(xiàn)其他附加功能，系統(tǒng)中的逆變控制采用模擬控制實(shí)現(xiàn) ,MPPT 用數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)，所以，系統(tǒng)控制采用單片機(jī) MSP430F169 實(shí)現(xiàn)。使 H 橋中的 mosfet 管能夠可靠的交替導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)損耗降低，非常有利用提高整板效率。實(shí)時(shí)檢測(cè)電源電壓的過(guò)零點(diǎn)和頻率，根據(jù)過(guò)零點(diǎn)和頻率就可以跟蹤輸入的電源電壓的相位，實(shí)現(xiàn)同步，用 MSP430F169 單片機(jī)進(jìn)行頻率、相位跟蹤實(shí)現(xiàn)。 綜合比較兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇方案二作為濾波方案。而導(dǎo)納增量法則是根據(jù)功率最大點(diǎn)處變化率為空這一特性來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)最大功率點(diǎn)跟蹤。 方案三 :如圖所示，用比較器組成的正弦脈寬調(diào)制電路，所得 SPWM 波形最接近正弦波。而全橋逆變電路對(duì)電壓要求低、穩(wěn)定性好、效率高，故選擇方案二。 DCAC逆變方案論證 因?yàn)?DCAC 為電壓輸出，所以我們采用電壓型逆變電路。 圖 直流電源輸出 負(fù)載特性曲線 最大功率點(diǎn)跟蹤的目的是將光伏電池組件產(chǎn)生的最大直流電能及時(shí)的盡可能多的提供給負(fù)載 ,使光伏系統(tǒng)的系統(tǒng)能量利用效率盡可能高 ,但是實(shí)際運(yùn)用中通過(guò)調(diào)節(jié)負(fù)載阻抗大小的方式來(lái)達(dá)到最大功率輸出是很難實(shí)現(xiàn)的。 Ud，在它們的交點(diǎn)處控制 MOS 管的通斷，使其按照 SPWM 的方式通斷進(jìn)行控制。因此，控制 Q Q4 的通、斷可以控制輸 出電壓的極性，控制方法如圖 所示。圖 為例舉的幾種形狀不同沖量相同的幾種窄脈沖函數(shù)圖，其中圖 （ d）為單位脈沖函數(shù)，即脈沖過(guò)渡函數(shù)圖。 相全橋逆變電路中，各柵極信號(hào) 180176。由逆變電路結(jié)構(gòu)又可分為全橋、半橋和推挽式逆變器。負(fù)載為阻感時(shí) io 相位滯后 uo，波形不同，負(fù)載為電阻時(shí)， io相位和 uo相同，波形也相同。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 1 所示： D CA CUdIdio 1uouR E F+RLuFuo 1濾波器控 制 電 路n1n2n3USRS+Tio 圖 1 并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置框圖 第三章光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)模擬裝置設(shè)計(jì)原理 逆變?cè)? 以直流電變換成交流電的設(shè)備。 具體要求，用直流穩(wěn)壓電源 US 和電阻 RS模擬光伏電池， US=60V， RS=30Ω ~36Ω；uREF為模擬電網(wǎng)電壓的正弦參考信號(hào)，其峰峰值為 2V，頻率 fREF為 45Hz~55Hz； T 為工頻隔離變壓器，變比為 n2:n1=2: n3:n1=1:10，將 uF作為輸出電流的反饋信號(hào)；負(fù)載電阻 RL=30Ω ~36Ω。在這樣的背景下 ,太陽(yáng)能作為一種巨量的可再生能源 ,引起了人們的重視 ,各國(guó)政府正在逐步推動(dòng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處在一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期 ,能源需求量在未來(lái)幾十年仍將快速增力口。 關(guān)鍵詞 : 光伏并網(wǎng) 。包括阻性負(fù)載，以及非阻性負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了頻率跟蹤，相位跟蹤。 DCAC。太陽(yáng)能是人類(lèi)取之不盡用之不竭的可再生能源 ,具有儲(chǔ)量的無(wú)限性、存在的普遍性、開(kāi)發(fā)利用的清潔性以及逐漸顯露出的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)。光伏并網(wǎng)發(fā)電作為太陽(yáng)能發(fā)電的主要形式之一，也越來(lái)越受到關(guān)注。 ） V。其中逆變橋采用全橋和單橋?qū)崿F(xiàn)。根據(jù)輸出波形分為正弦和非正弦逆變器，正弦開(kāi)關(guān)功耗小，適合工作頻率較高，非正弦開(kāi)關(guān)損4 耗大 ，適合低頻率。 VD VVD V2 相繼導(dǎo)通區(qū)間對(duì)應(yīng) VD1和 VD VD2和 VD V1 和 V V2 和 V3的導(dǎo)通區(qū)間。 正弦脈寬調(diào)制 SPWM 6 Pulse Width Modulation 即 PWM(脈沖寬度調(diào)制） ， 通過(guò)調(diào)節(jié)輸出方波的占空比改變輸出電壓。 u0在正半周期時(shí)， Q1 導(dǎo)通， Q2關(guān)閉， Q Q4交替通斷，由于 負(fù)載電流滯后于電壓，電流一段區(qū)間為正一段區(qū)間為負(fù)，在正區(qū)間 Q Q4 導(dǎo)通， u0=Ud；當(dāng) Q4 關(guān)閉，由于負(fù)載是感性負(fù)載電流不能突變， Q D3 續(xù)流， u0=0。 SPWM 控制波形如圖 所示，圖中的 虛線 u0f 表示u0 的基波分量。由于設(shè)計(jì)要求光伏電池由給定直流電源模擬代替，因此改變負(fù)載和 RS的大小來(lái)調(diào)節(jié)最大功率點(diǎn)，使輸出保持在最大功率點(diǎn)。 11 系統(tǒng)的核心是一個(gè)正弦逆變器 ,若控制正弦逆變器的參考正弦信號(hào)來(lái)自電網(wǎng)電壓信號(hào) ,經(jīng)過(guò)調(diào)制器、逆變器后 ,輸出的正弦電壓自然與電網(wǎng)電壓信號(hào)同頻、同相 ,僅在濾波器、變壓器上產(chǎn)生極微小的相位差 ,足以滿足設(shè)計(jì)要求。電路圖如圖 所示。該芯片能直接驅(qū)動(dòng)功率場(chǎng)效應(yīng)管，具有內(nèi)部基準(zhǔn)源、運(yùn)算放大器和欠壓保護(hù)功能，外圍電路簡(jiǎn)單。恒定電壓法控制精度較低。 方案二：用巴特沃斯文型濾波器。但是有效的鎖相要求芯片對(duì)輸入波形、 PCB 布局、濾波網(wǎng)絡(luò)參數(shù)要求較高。由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片無(wú)縫地卷制而成，線圈均勻地繞在鐵心上，線圈產(chǎn)生的磁力線方向與鐵心磁路幾乎完全重合，與疊片式相比激磁能量和鐵心損耗將減小 25％，漏磁最小，效率可達(dá) 95%左右，其效率優(yōu)于傳統(tǒng)變壓器。 信號(hào)采集：逆變部分輸入電流、電壓，交流輸出電壓、電流，模擬電網(wǎng)正弦參考信號(hào)頻率相位，隔離變壓器反饋輸出端頻率和相位。 濾波電路 驅(qū)動(dòng)電路 由于調(diào)制 SPWM 波驅(qū)動(dòng)能力差，不能直接驅(qū)動(dòng) MOS 管，估加驅(qū)動(dòng)電路，采用芯片IR2110 驅(qū)動(dòng)， IR2110 芯片體積小驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，控制方便，電能效率高，采用 IR2110大大減小驅(qū)動(dòng) 電源個(gè)數(shù) ，充分簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，如圖 所示。 初始化 ADC 采樣 是否欠壓 欠壓保護(hù) 過(guò)流保護(hù) 更新顯示 是否過(guò)流 開(kāi)始 20 采用功耗小的變壓器提高效率，系統(tǒng)頻率、相位跟蹤中由于器件和測(cè)頻算法的誤差而無(wú)法實(shí)現(xiàn)絕對(duì)同頻同相，通過(guò)提高系統(tǒng)的抗干擾性來(lái)提高系統(tǒng)性能。MSP430F16x 單片機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)完全以系統(tǒng)低功耗運(yùn)行為核心。定時(shí)器 B7 并且有強(qiáng)大的中斷能力。當(dāng)多個(gè) DAC12 模塊存在 , 他們可以一起被編組同步操作?；镜臅r(shí)鐘模塊 的 設(shè)計(jì) 符合 低 成本 和低功耗的要求。 可進(jìn)行 任一個(gè)輸入、 輸出 , 和中斷狀態(tài)的組合。記數(shù)器之間的操作執(zhí)行時(shí)間為 CPU 時(shí)鐘的一個(gè)周期。以下六種操作方式能被軟件設(shè)置：活動(dòng)方式 AM 以及 5 種低功率方式。 DVCC 1 數(shù)字正電源端，提供所有部件電源（由 AVCC供電的除 外）。 ；輔助時(shí)鐘 ACLK 輸出。 ? 34 I/O 通用數(shù)字 I/O。 DMAE0 26 I/O 通用數(shù)字 I/O； 轉(zhuǎn)換時(shí)鐘 12 位 ADC, 直接存儲(chǔ)器存取通道 0 外在觸發(fā)器 。 ；定時(shí)器 _A比較方式： OUT1 輸出。 。 。 TCK 57 I 測(cè)試時(shí)鐘端?？梢赃B接標(biāo)準(zhǔn)晶體或晶體振蕩器。還有謝謝我周?chē)耐芭笥眩銈兘o了我無(wú)數(shù)的關(guān)心和鼓勵(lì)，也讓我的大學(xué)生活充滿了溫暖和歡樂(lè)。 。同時(shí) 感謝我院系傳授我們專(zhuān)業(yè)知識(shí)的所有老師。 TMS 在芯片編程和測(cè)試時(shí)是輸入端。 6 I/O 通用數(shù)字 I/O。 。 24 ；定時(shí)器 A時(shí)鐘輸入。 ；輔助時(shí)鐘 ACLK 輸出。 。 ? 44 I/O 通用數(shù)字 I/O。 XT2OUT 52 I/O 晶振 XT2 輸出。 引腳說(shuō)明 引腳名稱(chēng) 引腳編號(hào) I/O 描述 AVCC 64 模擬正電源端，向電壓檢測(cè)電路， brownout，晶體振蕩電路，所頻環(huán)電路，比較器 A，端口1，以及液晶分壓電阻網(wǎng)絡(luò)供電，上電不必早于 DVCC。中斷事件可能觸發(fā)器件服務(wù)請(qǐng)求恢復(fù)到任何五個(gè)低功率方式中的任何一個(gè)。除程序流動(dòng)指令之外，所有操作都在記數(shù)器操作七個(gè)尋址模式時(shí)執(zhí)行，以操作數(shù)和四個(gè)尋址模式為目的操作數(shù)。 中斷輸入 功 能 由 P1 和 P2 口 所有八位端口 執(zhí)行 。 DMA 控制器 通過(guò) 允許 CPU在 沒(méi) 有 數(shù)據(jù)移動(dòng)到外圍器件 時(shí) 保 持 在睡眠方式 而不 喚醒 以 減少系統(tǒng)功耗 。 DAC12： DAC12 模塊是 12 位 , R 階數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊 ,電壓輸出。 主要部件 及其功能 21 圖 各部分功能介紹：定