【正文】 D精度修正由于ADC采樣是系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，它的轉(zhuǎn)換精度直接關(guān)系到PI控制策略的有效性，因此應(yīng)盡量提高TMS320F2812的內(nèi)部ADC模塊的精度。但在實(shí)際使用中，發(fā)現(xiàn)TMS320F2812 內(nèi)部ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)果誤差較大，如果直接將此轉(zhuǎn)換結(jié)果用于控制，必然會(huì)降低控制精度。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，提高其轉(zhuǎn)換精度，在實(shí)際調(diào)試中通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，在軟件上進(jìn)行修正，起到了很好的效果。TMS320F2812的A/ D轉(zhuǎn)換器主要存在失調(diào)誤差和增益誤差。理想情況下，ADC模塊轉(zhuǎn)換方程為其中x=輸入電壓值*4095/，y = 輸出計(jì)數(shù)值，mi為理想增益1。在實(shí)際中，A/D轉(zhuǎn)換模塊的各種誤差是不可避免的，這里定義具有增益誤差和失調(diào)誤差的ADC模塊的轉(zhuǎn)換方程為 ADC實(shí)際增益和理想增益圖式中ma為實(shí)際增益，b為失調(diào)誤差。通過(guò)對(duì)TMS320F2812的ADC信號(hào)采集進(jìn)行多次測(cè)量后，發(fā)現(xiàn)ADC增益誤差一般在5%以內(nèi)，ma，失調(diào)誤差一般在2%以內(nèi)，即80b+80。如以最壞情況y=+80為例，有效位數(shù)為L(zhǎng)n4015/Ln2=。通過(guò)以上分析可以看出，TMS320F2812的ADC轉(zhuǎn)換精度較差的主要原因是存在增益誤差和失調(diào)誤差，因此要提高轉(zhuǎn)換精度就必須對(duì)兩種誤差進(jìn)行補(bǔ)償。對(duì)于ADC模塊采取了如下方法對(duì)其進(jìn)行校正。選用ADC的任意兩個(gè)通道作為參考輸入通道，并分別提供給它們已知的直流參考電壓作為輸入，本設(shè)計(jì)采用ADCREFP和ADCREFM引腳的內(nèi)部參考電壓值，分別是2V和1V。通過(guò)讀取相應(yīng)的結(jié)果寄存器獲取轉(zhuǎn)換值，利用兩組輸入輸出值求得ADC模塊的校正增益和校正失調(diào)，然后利用這兩個(gè)值對(duì)其他通道的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，從而提高了ADC模塊轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確度。下面介紹了如何利用方程獲取ADC的校正增益和校正失調(diào)。具體計(jì)算過(guò)程如下：獲取已知輸入?yún)⒖茧妷盒盘?hào)xH和xL所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換值yH和yL；利用方程及已知的參考值(xL，yL)和(xH，yH) 計(jì)算實(shí)際增益及失調(diào)誤差：定義輸入x=y*mbmc，則由方程y=x*ma+b得校正增益mb=1/ma，校正失調(diào)mc =b/ma。將所求的校正增益及校正失調(diào)應(yīng)用于其他測(cè)量通道，對(duì)ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行校正。上述即為實(shí)現(xiàn)ADC校正的全過(guò)程，通過(guò)使用這種方法，ADC的轉(zhuǎn)換精度有很大提高。 同頻同相控制方法光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制器的另一塊主要工作即為并網(wǎng)算法的實(shí)現(xiàn)，由于本控制器采用高速數(shù)字信號(hào)處理器（DSC）作為主控制器，足以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法，因此采用軟件鎖相的方法實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，相比傳統(tǒng)的硬件鎖相環(huán)，節(jié)省了硬件的開(kāi)支。，在電網(wǎng)電壓正常時(shí)，則選用電網(wǎng)電壓過(guò)零信號(hào)作為同步信號(hào)來(lái)做頻率修正，再檢測(cè)相位差進(jìn)行修正。 并網(wǎng)軟件鎖相環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)本意是將外界輸入的正弦基準(zhǔn)電壓作為電流給定，本設(shè)計(jì)對(duì)此功能做了進(jìn)一步優(yōu)化，可在輸入正弦信號(hào)畸變（實(shí)際電網(wǎng)電壓存在波形不好的情況）的情況下實(shí)現(xiàn)同頻同相。實(shí)現(xiàn)方法如下：，由DSP捕獲其上升沿和下降沿，調(diào)整正弦表相位和輸入基準(zhǔn)信號(hào)一致；通過(guò)計(jì)數(shù)法計(jì)算輸入方波信號(hào)的周期，調(diào)整正弦表讀數(shù)頻率，實(shí)現(xiàn)頻率鎖定。 軟件抗干擾當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器的運(yùn)行環(huán)境十分惡劣或者干擾十分嚴(yán)重時(shí)，對(duì)數(shù)字控制器運(yùn)行的可靠性和安全性有很高的要求，除了在硬件電路上需要安排一些必要的抗干擾措施外，還需要在軟件上采用抗干擾技術(shù)。疊加在被測(cè)模擬輸入信號(hào)上的噪聲干擾，會(huì)導(dǎo)致較大的測(cè)量誤差，但由于噪聲的隨機(jī)性，我們可以通過(guò)軟件濾波的方法來(lái)濾除虛假信號(hào)，求出其真實(shí)信號(hào)。當(dāng)噪聲干擾竄入數(shù)字系統(tǒng)時(shí)，后果更加嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致處理器的失控，最典型的故障是破壞程序計(jì)數(shù)器PC的狀態(tài)，從而導(dǎo)致程序從一個(gè)區(qū)域跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)區(qū)域，或者程序在地址空間內(nèi)“亂飛”，甚至陷入“死循環(huán)”。為了將“亂飛”或陷入“死循環(huán)”的程序重新納入正軌，我們可采取一些必要的軟件抗干擾措施，常用的有軟件陷阱技術(shù)和看門狗技術(shù)。1）軟件陷阱技術(shù)當(dāng)亂飛的程序進(jìn)入非程序區(qū)，我們可以設(shè)置軟件陷阱，將其迅速引向一個(gè)指定位置，從而使程序恢復(fù)正常運(yùn)行。本系統(tǒng)中，在未用的程序空間用0x5555H數(shù)據(jù)填滿。當(dāng)“跑飛”程序進(jìn)入此區(qū)，使會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到程序開(kāi)頭，從而重新開(kāi)始程序的正常運(yùn)行。2）看門狗技術(shù)TMS320F2812處理器受到干擾而失控，引起程序亂飛，也可能使程序陷入“死循環(huán)”，軟件陷阱技術(shù)不能使失控的程序擺脫“死循環(huán)”的困境。這時(shí)，只有采用看門狗技術(shù)才能使程序擺脫死循環(huán)?？撮T狗技術(shù)就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)的運(yùn)行時(shí)間，若發(fā)現(xiàn)時(shí)間超過(guò)循環(huán)設(shè)定時(shí)間，則認(rèn)為系統(tǒng)陷入死循環(huán)，然后強(qiáng)迫程序進(jìn)入錯(cuò)誤處理程序，使系統(tǒng)進(jìn)入正軌。本系統(tǒng)采用TMS320F2812自帶的看門狗，它通過(guò)復(fù)位使系統(tǒng)從錯(cuò)誤的操作中恢復(fù)。當(dāng)軟件沒(méi)能在看門狗定時(shí)器溢出之前將其清零，看門狗定時(shí)器將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生一次復(fù)位，從而防止程序死循環(huán)的出現(xiàn)，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定地運(yùn)行。6創(chuàng)新點(diǎn)——提高系統(tǒng)效率提高轉(zhuǎn)化效率的重要途徑是在電路設(shè)計(jì)中減少損耗。設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，雙極性控制的正弦脈寬調(diào)制（bipolar PWM）跟單極性控制的正弦脈寬調(diào)制（unipolar PWM），其功率管均以較高的開(kāi)關(guān)頻率工作。雖然得到了較理想的輸出正弦電壓波形，但頻率越高，損耗越高。 為了很好地將頻率和損耗綜合考慮，我們采用HPWM（hybrid PWM）控制。它仍然屬于單極性控制方式，不同的是，工作時(shí)總是一個(gè)橋臂的兩只功率管工作在高頻，而另一個(gè)橋臂的兩只功率管工作在低頻。兩只功率管以較高的開(kāi)關(guān)頻率互補(bǔ)開(kāi)關(guān)，保證可以得到理想的正弦輸出電壓波形；另外兩只功率管以較低的輸出電壓基波頻率工作，從而很大程度減小了開(kāi)關(guān)損耗，進(jìn)而提高了效率。7測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果（1)測(cè)試儀器： 直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字萬(wàn)用表、數(shù)字示波器等 (2)測(cè)試主要方案：n 最大功率點(diǎn)跟蹤的測(cè)試：改變電源內(nèi)阻以及負(fù)載，用萬(wàn)用表分別測(cè)試DCAC的輸入端和電源輸出端電壓，記錄讀數(shù)，計(jì)算是否滿足MPPT。n 頻率跟蹤和相位跟蹤的測(cè)試：雙蹤示波器的兩個(gè)通道分別接參考信號(hào)和輸出信號(hào)，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)(45Hz~55Hz)，利用數(shù)字示波器讀出各個(gè)頻率點(diǎn)的輸出頻率，與輸入進(jìn)行比較；相位通過(guò)直接觀察比較兩路輸入的波形。n DCAC變換器效率和失真度的測(cè)試：這一測(cè)試環(huán)節(jié)需要兩個(gè)萬(wàn)用表和雙蹤示波器，萬(wàn)用表串接入DCAC的變換前后，測(cè)得Id和I01，注意后者是交流電。從示波器讀出Ud和U01，計(jì)算得到變換效率。類型序號(hào)項(xiàng)目與指標(biāo)測(cè)試記錄基本要求(1)最大功率點(diǎn)跟蹤功 能RL=30Ω時(shí)，測(cè)量RS=30Ω和RS=36Ω時(shí)的Ud，分別記為Ud1和Ud2US= VUd1= V，Ud2= VRS=30Ω時(shí)，測(cè)量RL=30Ω和RL=36Ω時(shí)的Ud，分別記為Ud1和Ud2 US= VUd1= V，Ud2= V(2)頻率跟蹤功能：RS=RL=30Ω時(shí)，測(cè)量不同fREF下的fF fREF=45HzfF= 45 HzfREF=50HzfF= 50 HzfREF=55HzfF= 55 Hz(3)RS=RL=30Ω時(shí)，測(cè)量效率：≥60%滿分，每降低1%扣1分Uo1= V Io1= AUd= V Id= A= %(4)RS=RL=30Ω時(shí)，測(cè)量uo的失真度：THD ≤5%滿分，每增加1%扣1分THD = 2 %(5)欠壓保護(hù)欠壓保護(hù)功能（有 √ 無(wú) ）；動(dòng)作電壓Ud（th）= V(6)過(guò)流保護(hù)功能過(guò)流保護(hù)功能（有 √ 無(wú) ）；動(dòng)作電流Io（th）= A工藝發(fā)揮部分(1)≥80%滿分，每降低1%= %(2)THD ≤1%滿分，每增加1%扣1分THD = 2 %(3)相位跟蹤功能：RS=RL=30Ω時(shí)，測(cè)uF與uREF的相位差測(cè)量不同fREF下的：= 1度 ：= 1度 ：= 3度 測(cè)量容性負(fù)載下的：= 1度 ：= 1度 ：= 2度 (4)自動(dòng)恢復(fù)功能有 √ 無(wú)(5)其他由測(cè)試結(jié)果可見(jiàn)，基本要求以及發(fā)揮部分均達(dá)到所需指標(biāo)：1） 具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能，在各種負(fù)載情況下Ud均穩(wěn)定在30V左右。2） 具有頻率跟蹤功能，相對(duì)誤差%。實(shí)際跟蹤范圍超過(guò)45HZ55HZ。3） 在各種負(fù)載情況下，DCAC變換效率超過(guò)80%，最高達(dá)88%。4） 輸出失真度在2%附近。5） 具有欠壓保護(hù)和過(guò)流保護(hù)功能，且在故障排除后能自動(dòng)恢復(fù)正常狀態(tài)。6） 具有相位跟蹤能力，在各種負(fù)載情況下，偏差小于3176。7） 為模擬實(shí)際電網(wǎng)電壓畸變的情況，本系統(tǒng)可在輸入正弦參考信號(hào)畸變（例如輸入方波信號(hào)）的情況下正常工作。8附錄 驅(qū)動(dòng)板PCB圖 主控制