【正文】 參考文獻[1] [J]，新能源與新材料，2007，1：16.[2] 童中糧，張淑謙，[M]，北京：國防工業(yè)出版社，2008，59. [3] [D]，哈爾濱：哈爾濱理工大學，2009，35.[4] [D]，成都：電子科技大學，2011，812.[5] 肖巧景. 3KW光伏并網(wǎng)逆變器的研制[D]，鄭州：鄭州大學，2007，613.[6] 王兆安，[M]，北京：機械工業(yè)出版社2009，100106.[7] [D]，杭州：浙江大學，2008，2631.[8] [D]，天津：河北工業(yè)大學，2007，2934.[9] [D]，南京：南京航空航天大學，2010，4953.[10] 吳財福，張建軒，[M]，北京：科學出版社，2009，191.[11] 蘇奎峰，呂強，耿慶峰，[M]，北京：電子工業(yè)出版，2005，1.[12] DXP新手上路[M]，上海：上?？茖W普及出版社，2006，1118.[13] 康華光，陳大欽，[M]，北京：高等教育出版社，2242.[14] [D]，南京：南京航空航天大學，2010，4952.[15] (修訂版)[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2004，177.[16] [M]，北京：機械工業(yè)出版社，2006，1890.[17] HaitaoXiang,YangguangYan, PV GridConneeted Inverter with Optimized AFD and MPPT Performance[J],Power and Energy Engineering Conference,2009,14.[18] 張承慧，葉穎，陳阿蓮，[J]，電工技術(shù)學報，2007，22(8)：4144.[19] [D]，無錫：江南大學，2009，3031.[20] [M]，北京：國防工業(yè)出版社，2010，104352.附錄附錄A DSP控制電路PCB板附錄B 3D模式的控制電路PCB板附錄C 主電路PCB板附錄D 3D模式的主電路PCB板附錄E 總體原理電路圖附錄F DSP。然后動手制作電路板，進行相關的調(diào)試工作。關注國內(nèi)外光伏逆變器的最新研究成果，多看一些文獻和參與設計一些實際的光伏逆變器的設計。 展望由于本人設計的時間與個人能力有限，對光伏并網(wǎng)逆變器的研究還只是一個起點，以后還有很多的工作有待研究。最后，就光伏并網(wǎng)逆變器的參數(shù)進行了Matlab仿真測試。并用Protel DXP軟件設計了光伏并網(wǎng)逆變器的升壓結(jié)構(gòu)、逆變結(jié)構(gòu)，以及DSP控制器的系統(tǒng)的原理圖和采樣電路設計。然后介紹了光伏并網(wǎng)逆變器目前國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，引出了本設計的光伏并網(wǎng)逆變器的主要性能指標。以下是這次畢業(yè)設計的成果總結(jié)，由于時間和知識水平的有限，設計中難免會存在一些紕漏和有待完善的地方，懇請各位老師批評指正。本文預期達到的目標是利用Protel DXP軟件進行光伏并網(wǎng)逆變器的主電路設計，DSP控制電路設計，然后仿真測試，滿足要求后制作PCB板，搭接好硬件電路后進行調(diào)試。第五章 總結(jié)和展望 工作總結(jié)本文所設計的單相光伏并網(wǎng)逆變器為兩級式光伏逆變器，其與單級式光伏并網(wǎng)逆變器相比，雖然增加了升壓部分，卻能夠省去光伏并網(wǎng)逆變時所需要的變壓器隔離部分，在效率和成本上都有極大的提高。 單相橋帶濾波的逆變電路 仿真波形和分析。 Matlab搭建電路圖運用第三章所介紹的原理進行參數(shù)的選型和設計。 逆變器電路仿真測試光伏并網(wǎng)逆變器作為光伏發(fā)電的關鍵環(huán)節(jié)，其逆變效率的高低、工作性能的優(yōu)劣將對光伏發(fā)電并網(wǎng)產(chǎn)生重要的影響。 仿真波形和分析。 Matlab搭建電路圖根據(jù)第三章的理論分析和設計，在Matlab軟件中搭建了升壓斬波電路的模塊進行仿真測試。第四章 光伏并網(wǎng)逆變器仿真測試 Boost升壓電路仿真測試Boost升壓斬波電路是將光伏太陽能電池陣列輸出的電壓進行升壓變換，電路結(jié)構(gòu)簡單，效率較高、控制也較為簡單。三、交流測輸出濾波電容的設計由于電感和電容一起構(gòu)成LC式的阻高頻通低頻的低通濾波器，有效的抑制了高次諧波，同時又要遠大于基波的頻率，避免輸出電流發(fā)生畸變，一般取電流的基波頻率為10～20倍的基波頻率[19]，本文取13倍的基波頻率進行分析。在實際電感設計過程中，由于電感的成本、體積等因素的影響，一般只考慮取電感的下限值即可。（2）逆變器的矢量三角形關系從逆變器的矢量三角形關系可以得出： （）于是可得它們的基波幅值滿足下面公式： （）由SPWM正弦脈寬調(diào)制理論可以得到。所以，電感值選取的是否合適直接影響電路的整體工作性能。綜上所述，本設計最終采用了英飛凌公司的IKW25N120T2，其主要參數(shù)為：1200V/25A。分別從以上幾方面考慮，在本系統(tǒng)中，IGBT的最大集射極電壓為直流電壓400V左右，考慮到器件開關過程中有電壓尖峰的影響，選取一定的電壓裕量（一般選為2～3倍）。，在IGBT開關過程中，最大集射極電壓不能超過器件的最高耐壓值，否則器件將會被過壓擊穿而損壞。它擁有單極性電壓驅(qū)動MOSFET的優(yōu)點，又結(jié)合了雙極型GTR耐壓高、大電流的優(yōu)點。因此，針對本設計逆變系統(tǒng)的特點，選用IGBT作為開關器件。在高壓大容量系統(tǒng)中一般常使用IGBT模塊，由于MOSFET隨著電壓的升高其通態(tài)電阻也隨之增大，而IGBT在中容量系統(tǒng)中占有較大的優(yōu)勢，而在特大容量(100kVA以上)系統(tǒng)中，一般采用GTO作為功率開關元件。在低壓小容量系統(tǒng)中較常使用的器件為MOSFET，因為MOSFET具有較高的開關頻率和較低的通態(tài)壓降，以及正的溫度系數(shù)，熱穩(wěn)定性較好。二極管承受的最大電壓是400V和最大電流14A的電流，所以選用Infineon公司快速恢復二極管IDP18E120，其主要參數(shù)為1200V/18A。本設計最終采用了英飛凌公司的IKW25N120T2，其主要參數(shù)為：1200V/25A。三、開關管的參數(shù)選擇IGBT結(jié)合了GTR和MOSFET的優(yōu)點，所以Boost升壓斬波電路中選用IGBT作為開關管。由電容兩端電流的變化量： （）電容兩端電壓的變化量： （）上下同乘得： （）電容電壓的文波系數(shù)。本系統(tǒng)選用開關管的頻率為，當時，有： （）所以選取。工作頻率過高，則輸出波形諧波含量少，有利于濾波器的設計。電流紋波系數(shù)的選取，需要考慮電感的飽和問題、減少IGBT中的峰值電流及電壓損耗問題，這里取電流紋波系數(shù)。由于電感一直處于充電、放電過程，而且充放電過程都是曲線的，所以電感電流不是一個直流分量，還存在紋波量，其中紋波分量由電感兩端的電壓： （）可得流過電感的電流變化量： （）電感電流的紋波系數(shù)的定義。： （）其中：是太陽能電池陣列的輸出電壓，是直流母線DClink的電壓，也即Boost電路的輸出電壓，是開關管的開關周期，是Boost電路開關管的占空比，是開關管的導通時間，是開關管的截止時間。為了使光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠不間斷的往外輸出功率，前級的Boost升壓斬波電路應該工作在電感足夠大電流連續(xù)的模式下。為了輸出電壓的穩(wěn)定，控制電路盡量增大占空比，使電壓增益變大以便于維持輸出電壓的恒定。 IGBT驅(qū)動電路 主電路設計與關鍵參數(shù)選擇本設計屬于單相雙級光伏并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)。尤其是上管驅(qū)動采用外部自舉電容上電，使得驅(qū)動電源路數(shù)目較其他IC 驅(qū)動大大減小。七、IGBT驅(qū)動電路IR2110驅(qū)動芯片是美國國際整流器公司(International Rectifier Company )利用自身獨有的高壓集成電路及無門鎖COMS技術(shù)，于1990年前后開發(fā)并投放市場的大功率MOSFET和IGBT專用驅(qū)動集成電路，已在電源變換、馬達調(diào)速等功率驅(qū)動領域中獲得了廣泛的應用。因而能夠檢測到電壓的過零點，確定光伏并網(wǎng)逆變器電流跟蹤電網(wǎng)電壓的同步。五、電網(wǎng)交流側(cè)過零比較電路由于TMS320F2812芯片只能采集TTL信號，該脈沖信號和正弦波有相同的過零點。輸出端的電流信號串接合適的電阻即可轉(zhuǎn)換為一定范圍的采樣電壓信號。其額定電流為100A/輸出額定電流為50mA，電源電壓為。四、交流側(cè)電流采樣電路通過霍爾電流傳感器得到一定比例的弱電壓信號。利用一個電壓跟隨器將霍爾電壓傳感器的輸出信號減半；因為DSP只能接收正的信號，所以利用一個加法器[13]，將輸入的交流正負信號轉(zhuǎn)換為單極性的[0V，5V]的信號。取得電壓傳感器的電壓幅值在[5V，+5V]范圍內(nèi)。三、交流側(cè)電壓采樣電路交流側(cè)的電壓通過霍爾電壓傳感器測得，本設計選用霍爾電壓傳感器型號為HNV025A。其中的電壓跟隨器起到緩沖、隔離、帶負載能力提高的作用。電流傳感器的實際和采樣輸出的比例為1000：1，R5取樣電阻，將電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號。電壓霍爾傳感器輸出的電流信號，經(jīng)過測量電阻R1變成電壓信號，又經(jīng)過RC濾波電路后，有一個電壓跟隨器經(jīng)一個限流電阻連接到串聯(lián)兩個穩(wěn)壓肖特基二極管后送入到DSP的AD0引腳。 采樣和調(diào)理保護電路設計一、直流側(cè)電壓采樣電路直流側(cè)電壓的采樣，我們通過在直流輸入端串入一個電壓霍爾傳感器來檢測直流側(cè)的電壓，把采集到的光伏電池陣列輸出的直流電壓和升壓斬波電路輸出的直流電壓都送到TMS320F2812芯片中。五、片外擴展RAM由于本設計中的DSP采集的數(shù)據(jù)較多，對處理存儲容量有一定的要求，所以需要外接一塊RAM來擴展容量。 ，所以MAX202E與TMS320F2812芯片之間必須加電平轉(zhuǎn)換電路。 A/D轉(zhuǎn)換電路四、電平轉(zhuǎn)換和緩沖電路在新一代電子電路設計中，隨著低電壓邏輯的引入，系統(tǒng)內(nèi)部常常出現(xiàn)輸入/輸出邏輯不協(xié)調(diào)的問題，從而提高了系統(tǒng)設計的復雜性。通常模擬信號的采集需要用到電壓互感器、電流互感器、壓力傳感器、霍爾元件等把大的信號轉(zhuǎn)化為弱電信號，然后經(jīng)過調(diào)理電路才能送入DSP。當不使用FIFO時，SCI接收器和發(fā)送器采用雙級緩沖傳送數(shù)據(jù)，SCI接收器有自己的獨立使能和中斷位，可以獨立操作，在全雙工模式下也可以同時操作。為了減少串口通信時CP