【正文】 路和高頻升壓逆變電路三種,推挽電路,將升壓變壓器的中性插頭接于正電源,兩只功率管交替工作,輸出得到交流電力,由于功率晶體管共地邊接,驅動及控制電路簡單,另外由于變壓器具有一定的漏感,可限制短路電流,帶動感性負載的能力較差.還要求直流輸入電壓有較寬的適應范圍，由于太陽電池的端電壓隨負載和日照強度而變化,蓄電池雖然對太陽電池的電壓具有重要作用,但由于蓄電池的電壓隨蓄電池剩余容量和內(nèi)阻的變化而波動,特別是當蓄電池老化時其端電壓的變化范圍很大,如12V蓄電池,其端電壓可在10V~16V之間變化，這就要求逆變器必須在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)保證正常工作,并保證交流輸出電壓的穩(wěn)定。由于目前太陽電池的價格偏高，為了最大限度地利用太陽電池，提高系統(tǒng)效率,必須設法提高逆變器的效率。 當IGBT過流時，OVC為低電平，其低電位反饋到 U3 的輸入端， 使 DRG 強置為高電平， 從而使IGBT 關斷。異或門U6，與非門U5，電阻 R1和電容C3組成確認脈沖發(fā)生電路。 因此采用光纖連接器隔離主電路和控制電路，光纖連接器實現(xiàn) PWM 控制信號的遠距離傳輸,延時小且可消除來自功率開關器件的干擾。（3）輸入、輸出信號處理該驅動電路將從光纖輸入的信號處理變?yōu)轵寗有盘栞敵?，且當信號出現(xiàn)過流時輸出一個阻斷信號到系統(tǒng)的控制部分，由控制部分停止 PWM 信號的輸出，關斷 IGBT 管，如圖 。有時IR2110 HIN和LIN端口輸入的PWM波形,可是HO和LO沒有輸出,這可能是電源不匹配的緣故造成的,比如PWM的幅值大約為3自舉二極管也是一個非常重要的自舉器件,它應能阻斷直流干線上的高壓,二極管承受的電流是柵極電荷與開關頻率之積。,特別是在高占空比時, Q2開通時間較短,C1應該選擇小點的較好,否則,在有限的時間內(nèi)無法達到自舉電壓。47μf且35 V)較好。,在0反之無法實現(xiàn)自舉。由于每個Q1開關一次,C1就通過Q2開關充電一次,因此自舉電容C1的充電還與輸入信號HIN、LIN的PWM脈沖頻率和脈沖寬度有關,當PWM工作頻率過低時,若Q1導通脈寬較窄,自舉電壓8所以,要么選用小容量電容,以提高充電電壓。若負載阻抗較大,C1經(jīng)負載降壓充電較慢,使得Q2關斷、Q1開通,C1上的電壓仍充電達不到自舉電壓8由于V可與COM連接,則VCC與V+可共用同一個典型值為+15 V的電源,但是,在實際應用中要根據(jù)自己設計的具體電路給予選擇。 IR2110內(nèi)部結構框圖圖 IR2110典型電路 (2)　IR2110典型電路工作原理及自舉元器件的選擇。3 V,輸出信號會因欠壓而被片內(nèi)封鎖。其中SD輸入可以用來閉鎖這二路驅動。上橋臂通道可以承受500V的電壓。由于邏輯信號均通過電平連接到各自的通道上,容許邏輯電路參考地(VSS)與功率電路參考地(COM)之間有5和+5的偏移量,并且能屏蔽小于50 ns的脈沖,這樣有較理想的抗噪聲效果。邏輯輸入端采用施密特觸發(fā)電路,提高抗干擾能力。對于典型的6管構成的三相橋式逆變器,采用3片IR2110驅動三個橋臂,僅需要1路15 V(電壓可以選擇)電源,這樣大大減少了控制變壓器體積和供電電源數(shù)目,同時性價比得到了大大提高。該電路芯片體積小、集成度高、響應快、偏值電壓高、驅動能力強、內(nèi)設欠壓封鎖、成本低、易于調試。另外一方面，本實驗的光伏水泵功率較小，這是選擇永磁無刷直流電機的另一個原因。也正是由于該種電機具有一般交流電動機所不易達到的高效率，它可望在較大幅度上減少目前還相對昂貴的太陽電池的用量，具有顯著的經(jīng)濟性，幾年來無刷直流電動機開始在光伏水泵系統(tǒng)中被用作驅動電機。單級光伏水泵解決方案在光伏水泵系統(tǒng)中，太陽能電池板價格比較昂貴，提高太陽能光板的利用率，提高經(jīng)濟效益成為光伏水泵系統(tǒng)最主要的方面，也成為我們選擇驅動電機的最根本的標準。對于交流異步電機驅動的光伏水泵而言，太陽電池陣列的工作電壓如果小于電機的額定工作電壓，不僅會增加電機的諧波電流，而且VIF比值也難保恒定。無刷直流電機既具有交流電機結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優(yōu)點，又具備直流電機的運行效率高、無勵磁損耗以及調速性能好等諸多優(yōu)點。下面是一款無刷直流電機驅動的評估板的應用。，應用永磁直流無刷電機我們只要設計其控制電路、驅動電路、及MOSFET逆變電路。 優(yōu)點：壽命長，噪音低可達35dB以下，可用于熱水循環(huán)。磁力隔離式水泵的定子部分和轉子部分完全隔離，定子和電路板部分采用環(huán)氧樹脂灌封，100%防水，轉子部分采用永磁磁鐵，水泵機身采用環(huán)保材料，噪音低，體積小，性能穩(wěn)定。若干年來無刷直流電動機開始在光伏水泵系統(tǒng)中被用作驅動電機間，這是由于該種電機具有一般交流電動機所不易達到的高效率，它可望在較大幅度上減少目前還相對昂貴的太陽電池的用量，具有顯著的經(jīng)濟性。近20多年來，隨著大功率開關器件、模擬和數(shù)字集成電路、計算機技術、高性能磁性材料的快速發(fā)展，采用電子換相原理工作的無刷直流電動機也得到了相應快速的發(fā)展。這里值得注意的是，直流母線電壓的波動范圍應受到控制，它必須能夠保證VIF值恒定所需要的電壓補償，且能滿足電機對電壓波形畸變率的限制。其工作原理與直流無刷電機驅動的控制類似。圖l中的DC／DC與光伏工程中心研制的低壓直流輸入、高壓交流輸出一體化設計功率變換器。其中，動力電源可以是太陽電池或蓄電池；單元DC／DC部分，采用高效高頻變換電路，首先將直流電壓(一般小于48V)升壓至350V或520V(根據(jù)機泵電壓等級)；后級變壓變頻(VVVF)部分完成機泵的變頻驅動和輸入電壓的穩(wěn)定控制。 直接逆變拓撲結構帶前級升壓變換的逆變拓撲結構電壓輸入范圍寬，轉換效率較低，適用于小功率應用場合；直接逆變拓撲結構的特點是轉換效率高，電壓輸入范圍窄，適用于大功率應用場合。主電路拓撲結構是由光伏陣列電壓等級決定，其選擇首先要考慮光伏陣列和DC/AC功率變換之前是否采用DC/DC升壓環(huán)節(jié)。其驅動控制的核心是專用的變頻與控制一體化電源，本質上是將變頻技術與光伏陣列最大功率點跟蹤技術及若干必要的運行保護措施集合在同一個控制器中，由中央控制器完成光伏水泵系統(tǒng)中所需的全部控制功能，這樣做的優(yōu)點是系統(tǒng)穩(wěn)定性好，結構緊湊，電機電壓等級可按陣列配置自由優(yōu)化選擇，制造成本低，同時可以充分考慮到光伏水泵戶外長時間無人值守、全自動運行等特點，在散熱、防塵、防雷及各種專用的保護措施(如打干保護)等方面給予特殊考慮，較之“拼湊式”結構具有高得多的經(jīng)濟性和可靠性。電機的機械運動方程為：(2 5)在通電期間，無刷直流電機的帶電導體處于相同的磁場下，Y型連接的各繞組的感應電動勢為,兩相繞組串聯(lián)有：(2 6) 式中為電機繞組感應線電動勢（V）；為電機極對數(shù)；為電機極弧系數(shù)；為電機繞組每項串聯(lián)的匝數(shù)；為為電機每級磁通（Wb）；為電機轉速（r/min）。磁路不飽和，不計渦流損耗；電樞繞組間互感忽略的情況下，三相繞組的電壓平衡方程式可以表示為： (2 3) 式中為電機三相繞組的相電壓（V）；為電機三相繞組的相電流（A）；為電機三相繞組的相反電動勢（V）； 為電機每相繞組自感（H）；為電機繞組間的互感（H）；為電機繞組的電阻（）。其可進行快速調速，無換向火花、可靠性高，轉速不受機械換向限制、可以高速運行，壽命長、噪聲低。無刷直流電機典型的反電勢波形為梯形波，理想電流波形為方波，由直流電源和逆變器供電。之后，重新回到通電狀態(tài)一。VV4導通，C相繞組正向導通，B相繞組反向導通。（6）。VV2導通，C相繞組正向導通，A相繞組反向導通。（5）。VV2導通，B相繞組正向導通，A相繞組反向導通。（4）。VV6導通，此時B相繞組正向導通，C相繞組反向導通。圖2. 2 無刷直流電機運行原理圖（3）。此時A相繞組正向導通，C相繞組反向導通，定子磁動勢Fa和轉子磁動勢Fr之間的夾角重新為電角度。（2）。定轉子磁動勢互相作用產(chǎn)生電磁轉矩，使轉子逆時針方向旋轉。根據(jù)轉子位置傳感器信號（或者反電勢過零點判斷信號）可以確定換相邏輯，觸發(fā)功率管VV4導通。（1）。該方式是典型的三相無刷直流電機兩相導通六狀態(tài)換相模式，即三相六拍式。對于三相六拍式的無刷直流電機，轉子旋轉一圈，定子繞組需要換相六次，每個極下?lián)Q相三次，此時的直流無刷電機相當于只有三個換向片的直流有刷電動機。無刷直流電機（BLDC）是隨著電子技術的發(fā)展而發(fā)展起來的一種新型直流電機，近年來，由于電子技術、計算機技術、傳感器技術、電力電子技術、現(xiàn)代控制理論和新型永磁材料的發(fā)展，永磁無刷直流電機及其控制技術已有突破性進展，并日趨廣泛地應用于航空航天、軍事、工業(yè)等領域。允許吸上真空高度，表征水泵抽水性能的重要參數(shù)，由水泵級數(shù)和內(nèi)壓力所決定，是確定水泵安裝揚程的主要參數(shù)。轉速是指水泵內(nèi)葉輪每分鐘的轉數(shù)。其定義為(2 2)效率，有效功率與軸功率的比值為水泵的效率。 軸功率，光伏水泵在一定流量、揚程下運行所需的外來功率，即由光伏陣列傳給水泵軸上的功率。揚程，俗稱水頭，定義為泵的葉輪傳給單位重量液體的總重量，可以由泵進、出口斷面上的單位總能量差值表示，以符號H表示，其單位為液柱（米，m）。按光伏水泵的放置方式劃分：潛水泵、分離式水泵、漂浮式水泵。：圖2. 1 光伏水泵基本結構框圖光伏水泵種類很多，性能范圍廣泛。光伏水泵系統(tǒng)作為一個剛剛嶄露頭角的產(chǎn)業(yè)，十分符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。光伏水泵利用太陽能，在無需任何外來能源的情況下可以機動靈活地用于農(nóng)田灌溉、提供潔凈人畜飲水、發(fā)展庭院經(jīng)濟、美化園區(qū)、構造彩色噴泉、為養(yǎng)魚、養(yǎng)蝦池增氧、海濱鹽場供排水等。本系統(tǒng)具有良好的長效經(jīng)濟性，特別是和常見的柴油機抽水相比較，具有壓倒的經(jīng)濟性優(yōu)勢。水泵全自動地日出而作，日落而歇，無需人員看管，維護工作量可降至最低，是理想的集經(jīng)濟性、可靠性和環(huán)保效益為一體的綠色能源高技術產(chǎn)品 光伏水泵系統(tǒng)是近若干年來迅速發(fā)展起來的光機電一體化系統(tǒng)，它利用太陽電池發(fā)出的電力，通過最大功率點跟蹤以及變換、控制等裝置驅動直流、永磁、無刷、無位置傳感器、定轉子雙塑封電機或高效異步電機或高速開關磁阻電機帶動高效水泵，將水從地表深處提至地面供農(nóng)田灌溉或人畜飲用。目前，中國社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展為光伏發(fā)電市場提供了非常好的發(fā)展空間和機遇，可以預測在今后市場和生態(tài)環(huán)境的共同要求下，我國的光伏產(chǎn)業(yè)將會有更大的發(fā)展。好多研究生也對光伏水泵系統(tǒng)進行了不同控制方案、算法、實際運用作了相當多的研究，如南京理工大學的劉蘇龍在其碩士論文直流無刷電機光伏水泵系統(tǒng)控制研究中給出一種實際運用，將硬件與軟件結合起來，分析其性能，得出檢測電路檢測到的反電勢過零點更加準確可靠，實現(xiàn)了對直流無刷電機的數(shù)字控制。在蘇教授的博士論文里就詳細的比較各種類型光伏水泵系統(tǒng)的結構、性能、特點，并在最大功率點跟蹤上提出具有建設性的理論前瞻，更是提出光伏水泵系統(tǒng)的群控概念。我國好多學者、工程人員也對光伏水泵系統(tǒng)做了大量研究和嘗試。Weidong Xiao 和 William G. Dunford提出了一種