【正文】 ...... 12 正弦脈寬調(diào)制 SPWM 及驅(qū)動電路方案選擇 ........................ 12 功能 .......................................................... 13 MPPT 的實(shí)現(xiàn)程序流程圖 .................................... 13 濾波器模塊選擇論 證 ................................................ 14 濾波參數(shù)的計算 .................................................... 14 頻率、相位跟蹤方案選擇論證 ........................................ 14 頻率、相位的控制方法與參數(shù)計算 ............................. 14 提高效率的方法 .................................................... 15 第五章系統(tǒng)硬件設(shè)計 ................................................ 15 主回路 ....................................................... 16 濾波電路 .......................................................... 17 驅(qū)動電路 .......................................................... 17 信號采集及保護(hù)電路 ................................................ 17 精密整流電路 ...................................................... 18 單片機(jī) MSP430F169 的實(shí)現(xiàn)程序流程圖 ................................. 19 第六章單片機(jī)簡介 ................................................. 20 主要部件及其功能 .................................................. 20 引腳說明 .......................................................... 22 參考文獻(xiàn) ......................................................... 25 附錄 ............................................................ 25 謝辭 ............................................................ 26 1 第一章 前言 隨著人類社會的發(fā)展 ,能源的消耗量正在不斷增加 ,世界上的能源正在日趨枯竭。 DCAC 轉(zhuǎn)換效率達(dá) 80%，采用 LCD 液晶顯示器顯示，能直觀、簡潔地顯示輸出電壓、電流，具有良好的人機(jī)交互性能。 本文詳細(xì)闡述了單片機(jī) MSP430F169 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)硬件電路和軟件程序的設(shè)計及調(diào)試過程以及結(jié)果測試，同時給出總體設(shè)計的流程圖、原理圖等。同時 ,由于大量燃燒礦物能源 ,全球的生態(tài)環(huán)境円益惡化 ,對人類的生存和發(fā)展構(gòu)成了很大的威脅。太陽能開發(fā)利用必將在 21世紀(jì)得到長足的發(fā)展 ,并一定將在世界能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移中擔(dān)當(dāng)重任 ,成為 21世紀(jì)后期的主導(dǎo)能源。 課題設(shè)計的主要內(nèi)容 本設(shè)計是光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置，由于條件的局限性和設(shè)計題目的要求，采用蓄2 電池模擬光伏電池，作為直流電源，設(shè)計的主要內(nèi)容包括光伏陣列 MTTP 控制， 逆變并網(wǎng) DCAC 轉(zhuǎn)換，逆變器的設(shè)計是本設(shè)計的重點(diǎn)。 ）A。當(dāng)開關(guān) S S4斷開， S S3 閉合時， uo=Ud； S S4合上， S S3斷開時， uo=Ud，當(dāng)橋中各臂以頻率 f 斷開、閉合時，輸出 uo電壓變?yōu)榻蛔兊姆讲妷海?Ud，頻率為 f，波形圖如圖 所示， 從而將電壓有直流變?yōu)榻涣?，由于交變電的變相頻率與開關(guān)閉合頻率相關(guān)，通過改變開關(guān)閉合頻率改變交流電頻率。根據(jù)逆變電路器件可分為由無關(guān)端能力的半控器件組成的半控型逆變器和有控斷能力的全控型逆變器。脈沖時，要改變輸出電壓有效值只能通過改變 輸出直流電壓 U0來改變。由采樣控制理論可得出，沖量相等而形狀不同的窄脈沖作用于慣性系統(tǒng)上時，它們的輸出響應(yīng)基本相同，慣性系統(tǒng)的輸出響應(yīng)取決于系統(tǒng)的沖量，即與窄脈沖的面積有關(guān)而與形狀無關(guān)。 圖 在輸出負(fù)半周， Q2 一直導(dǎo)通， Q1 一直斷開， Q Q4 交替通斷，當(dāng) Q Q3 導(dǎo)通時， u0=Ud，當(dāng) Q3 關(guān)閉 i時， u0=0，負(fù)載也有兩種電壓。 調(diào)制信號 ur，在一個周期內(nèi)只有電平177。由于 RS=30Ω ~36Ω 、 RL=30Ω ~36Ω ，所以不能完全達(dá)到理想化的最大點(diǎn)，只能在變化范圍內(nèi)尋找最大點(diǎn)并進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。 逆變器主電路結(jié)構(gòu) 可采用的逆變主電路有推挽式、單相半橋式、單相全橋式，其中，推挽式需要變壓器對系統(tǒng)效率產(chǎn)生很大影響，半橋式效率高但難遇控制中點(diǎn)電位漂移影響輸出波形從而影響 MPPT 功能，而全橋式不會產(chǎn)生這些問題，若 在控制驅(qū)動上采用單極倍頻等方法則會減小波形失真，達(dá)到高效要求，為提高逆變效率，逆變輸出濾波采用非晶態(tài)磁芯電感，降低電渦流損耗，或采用金屬化高頻無感電容。 圖 綜合比較，半橋逆變電路結(jié)構(gòu)簡單，器件少，抗干擾能力差，對電壓、電流要求高。此方案控制電路簡單，靠軟件產(chǎn)生 SPWM 波，成本低，此方案可取。該方法控制思路簡單 ,但是“穩(wěn)態(tài)”時在最大功率點(diǎn)附近處擺動 ,穩(wěn)定性較差。對構(gòu)成濾波器的元器件要求低，容易制造及達(dá)到設(shè)計性能。實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，關(guān)鍵是輸出的電壓要和電網(wǎng)電壓同相位。由于 IR2110 驅(qū)動芯片驅(qū)動 mosfet 管驅(qū)動波形的正向邊緣陡直，幅度大，能減小開關(guān)管趨于導(dǎo)通時的上升時間。 系統(tǒng)供電采用強(qiáng)弱隔離方式，減小竄擾提高系統(tǒng)的安全性。 送 MSP430 18 單片機(jī)處理，判斷 R2 上的電壓值，當(dāng)輸入電壓小于 25v，此時 R2 上電壓值小于 時，單片機(jī)驅(qū)動繼電器斷開后極電路，起到欠壓保護(hù)功能。 MSP430F16x 芯片具有更多的外圍模塊、更大的數(shù)據(jù)存儲區(qū)和程序區(qū)。 數(shù)控晶振 (DCO) 允許在不到 6微秒 內(nèi)從低功率方式 喚醒到 活 動 方式。 比較器 A：比較器 A 模塊的主要作用將支持精精密的斜率模數(shù)轉(zhuǎn)換 ,電池電壓監(jiān)控 , 和外模擬信號監(jiān)視。 外圍器件 ： 外圍器件被連接到 CPU 在 數(shù)據(jù)、地址 , 和控制總線 之間 被所有指 令 處理使用。基本的時鐘模塊提供以下時鐘信號 ： 輔助時鐘 (ACLK), 32768 赫茲 晶振 或一個高頻率 晶振 主要時鐘 (MCLK), 系統(tǒng)時鐘由 CPU。不僅支持有符號和無符號乘法，同時支持有符號和無符號倍增和累加操作。外圍器件被連接到 CPU 使用數(shù)據(jù) ,地址和控制總線 , 并且能被所有指令處理。低功率方式 0 (LPM0)、低功率方式 1 (LPM1)： ACLK 和 SMCLK 保留， CPU、 MCLK不工作。 VREF+ 7 ADC12 正向參考電壓。 ；主要系統(tǒng)時鐘 MCLK 輸出。 。 ；比較器 A輸入端；比較方式：OUT2 輸出。 ； SMCLK 信號輸出。 ? 39 I/O 通用數(shù)字 I/O。 2 I/O 通用數(shù)字 I/O。 TDI 55 I 測試數(shù)據(jù)輸入端。 25 參考文獻(xiàn) (1)趙爭鳴 ,劉建政等 .太陽能光伏發(fā)電及其應(yīng)用 .科學(xué)出版社 .2020 (2)全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽組委會編 . 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編 2020. 北京理工大學(xué)出版社 . 2020 (3)吳亦鋒，陳德為 . 單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M]. 電子工業(yè)出版社 . 2020 (4)Bruce Carter ,Ron （第三版） .人民郵電出版社 .2020 (5)孫肖子，鄧建國，陳南等 .電子設(shè)計指南 . 高等教育出版社 .2020 附錄 主電路原理圖： 26 謝辭 經(jīng)過近 13 周來的忙碌 和學(xué)習(xí)，本次畢業(yè)論文設(shè)計已接近尾聲，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，在這里衷心感謝指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，以及一起學(xué)習(xí)的同學(xué)們的支持， 讓我按時完成了這次畢業(yè)設(shè)計。你們在我設(shè)計中給了我許多寶貴的意見和建議。最后，感謝生我養(yǎng)我的父母。在此我要感謝我的指導(dǎo)老師 xxx 老師給我悉心的幫助和對我耐心而細(xì)致的指導(dǎo)，我的畢業(yè)論文較為復(fù)雜煩瑣，但是 xxx 老師仍然細(xì)心地糾正圖中的錯誤。 TDO/TDI 54 I/O 測試數(shù)據(jù)輸出端， TDO/TDI 用作數(shù)據(jù)輸出或編程數(shù)據(jù)輸入端。 4 I/O 通用數(shù)字 I/O。 ? 41 I/O 通用數(shù)字 I/O。 。 ；比較器 A輸出端；捕獲方式：CCIOA輸入。 。 ? 46 I/O 通用數(shù)字 I/O。 VREF– /VeREF– 11 參考電壓 負(fù)端， 內(nèi)部參考電壓 , 或應(yīng)用 外部23 參考電壓 。低