【正文】 f≥1，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路式（24）中T/Toff表示升壓比，調(diào)節(jié)其大小，即可改變輸出電壓U0的大小。則和占空比有如下關系 (25)因此式（24）可表示為 (26)升壓斬波電路之所以能是輸出電壓高于電源電壓，關鍵有兩個因素：一是電感L儲存的能量之后具有使電壓泵升的作用，二是電容C可將輸出電壓保持住。不過在電容C值足夠大時，誤差很小，可以忽略不計。因而，電感值選取的合適與否直接影響電路的工作性能。由電感的基本伏安關系綜上，≤L≤。另外需要特別指出的是，以上的計算是建立在額定輸出電壓，即VN=220V的基礎上，考慮到實際情況下網(wǎng)壓的波動范圍，在設計電感時最終可選取電感值Lf=9mH.(2)開關管的選取逆變電源的主功率元件的選擇至關重要，目前使用較多的功率元件有達林頓功率晶體管(BJT)，功率場效應管(MOSFET)，絕緣柵極晶體管(IGBT)和可關斷晶閘管(GTO)等，在小容量低壓系統(tǒng)中使用較多的器件為MOSFET，因為MOSFET具有較低的通態(tài)壓降和較高的開關頻率，在高壓大容量系統(tǒng)中一般均采用IGBT模塊，這是因為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，一般均采用GTO作為功率元件。因此針對本電路的特點，在此選用IGBT作為開關元件。根據(jù)前面的太陽能電池陣列的輸出特性功率一電壓曲線，可知當陣列工作電壓小于最大功率點電壓時，陣列輸出功率隨太陽能電池端電壓上升而增加：當陣列工作電壓大于最大功率點電壓U時，陣列輸出功率隨輸出電壓上升而減少。圖210最大功率跟蹤原理框圖從直流側采集電壓U和電流I，通過MPPT算法并與三角波比較，產(chǎn)生PWM波，經(jīng)過驅動來控制V（IGBT）的開關，從而達到最大功率點的控制。這說明陣列的最大功率輸出點大致對應于某個恒定電壓，這就大大簡化了系統(tǒng)MPPT的控制設計，即僅需從生產(chǎn)廠商處獲得U數(shù)據(jù)，并使陣列的輸出電壓鉗位于U值即可。采用固定電壓式的MPPT控制比不采用MPPT控制的太陽能系統(tǒng)獲多至20％的電能。但忽略了溫度對陣列最大功率點電壓的影響，控制精度差，特別是對于早晚和四季溫差變化劇烈的地區(qū)；必須人工干預才能良好運行，更難以預料風、沙等的缺點。擾動觀察法的主要思想是通過周期性的給太陽能電池的輸出電壓U加擾動△U，比較其輸出功率P（k）與前一周期的輸出功率P(k1)的大小，如果功率增加則在下一個周期以同樣方向加擾動，否則△U改變擾動的方向。寄存器存放每一周期礬肋調(diào)整值。若只P(k)P(k1)，則按照相同的方向進行電壓調(diào)整，從而調(diào)整輸出電壓Uref(k)的大小。在實際應用中，也可以通過調(diào)節(jié)占空比來調(diào)節(jié)太陽能發(fā)電系統(tǒng)輸出電壓，使系統(tǒng)有最大功率點輸出。1) 即使電池的工作點已經(jīng)在Pm它也會一直振蕩，而無法穩(wěn)定工作在最大功率點上。如圖212，Um是對應于Pm的工作電壓。根據(jù)擾動法原理，系統(tǒng)將增大電壓：U2=UI+△U。于是回到這種情形：P3=P1P2(假設環(huán)境暫時不發(fā)生改變)，將導致電壓繼續(xù)減小到U4，使得P4 P3，系統(tǒng)才改變調(diào)整方向。每個周期由于振蕩造成的功率損失為圖212擾動法在最大功率點附近來回振蕩的情形。假設日照強度為1000W／m2時，系統(tǒng)工作點U1在U2左邊，對應功率為P1Pm，系統(tǒng)判斷電壓應增加擾動量U2=U1+△U，就在這時云層經(jīng)過，光 圖211擾動法的控制流程圖強急劇減少為200W／m2。這就變成系統(tǒng)在向功率減少的方向調(diào)整，系統(tǒng)出現(xiàn)誤判。驅動電路的主要作用是：當電壓不正常時，自動產(chǎn)生50HZ兩路矩形脈沖電壓，這兩路矩形脈沖電壓相位相差1800,分別驅動兩個IGBT。當電壓不正常時，此時AT89C51單片機也發(fā)控制信號，使得SA4828開始工作，發(fā)六路脈沖信號控制IGBT的開通和關斷，同一時刻有三個管子導通，而同一橋臂的上下兩個管子輪流導通1800，根據(jù)PWM脈寬調(diào)制技術，逆變器將輸出頻率為50HZ的交流電。32直流側過電壓檢測采集Boost電路中電容C兩側的電壓值，經(jīng)電阻接入比較器的“”端。當直流側過壓時，管腳2電壓也相應的過高，此時，管腳3輸出電壓為0V，D00導通，發(fā)光二極管Z2關斷，不發(fā)光，=1。33交流側過電流檢測電路如圖33為交流側過電流檢測電路。 雖然負載是三相電壓供電，但由于對稱性原理，我們只需要檢測其中的兩相電流，另外一相電流就很容易獲得。第四章 系統(tǒng)軟件設計 基于AT89C51的系統(tǒng)軟件設計單片機是整個系統(tǒng)控制的核心 ，MCS51系列中各種型號芯片的引腳是相互兼容的。制造工藝為CHMOS的80C51/80C52除采用DIP封裝方式外，還采用方形封裝方式，為44只引腳。（2）控制引腳：PSEN、ALE、EA、RST.。MM 41 系統(tǒng)軟件圖 系統(tǒng)的主程序流程圖下面簡要介紹整個系統(tǒng)流程圖的工作原理：主程序開始后，首先要進行初始設置，這里的初始化要包括顯示器初始化、單片機系統(tǒng)初始化以及開中斷，然后判斷開機鍵是否按下，若按下，則調(diào)用顯示子程序，顯示當前逆變的工作狀態(tài)，如果不正常，隨即調(diào)用發(fā)送PWM波子程序使系統(tǒng)開始工作。系統(tǒng)還可以用鍵盤對切換電路進行控制，此項操作時通過中斷1來產(chǎn)生中斷來實現(xiàn)的；輸出過流檢測則是通過中斷0產(chǎn)生過流中斷，同時發(fā)出報警信號，通過單片機控制逆變保護整個系統(tǒng)的安全。圖43 市電檢測和供電切換軟件流程圖開機后首先進行的是對市電電網(wǎng)的檢測，利用單片機控制電路，在市電斷電或不正常時中止光伏系統(tǒng)的并網(wǎng)動作。 逆變電路控制程序設計本設計采用的PWM脈沖發(fā)生芯片SA4828產(chǎn)生6路脈沖。圖44 PWM脈沖生成程序流程圖其控制程序如下：T_PWM: CLR SETB CLR MOV R0, 45HMOV R1, 0D5HLCALL SEND_INITMOV R0, 50HMOV R1, 5AHLCALL SEND_INIT MOV R0, 2FHMOV R1, 0F0HMOV R3, 20HMOV R4, 00HMOV R5, 30HLCALL SEND_INIT 向SA4828 寫控制參數(shù)，這樣便可直接產(chǎn)生脈沖MOV R0, 0FHMOV R1, 0FFHLCALL SEND_CONTROLMOV R0, 0FFHMOV R1, 031HLCALL SEND_CONTROLMOV R0, 0EHMOV R3, 0FFHMOV R4, 0CCHMOV R5, 99H MOV R1, 0CCHLCALL SEND_CONTROLSA4828初始化參數(shù)發(fā)送子程序SEND_INIT: CLR SETB MOV P0, 0FCHNOPCLR NOPCLR NOPNOPSETB NOPSETB SETB RET向SA4828寫控制參數(shù)子程序，這樣便可直接產(chǎn)生PWM脈沖SEND_CONTROL CLR SETB MOV P0, 0FBHNOPCLR NOPCLR NOPNOPSETB SETB RET 中斷和鍵盤子程序設計逆變器輸出過載或者短路對整個系統(tǒng)的危害巨大。該保護是在單片機中斷服務子程序中執(zhí)行，產(chǎn)生INT0中斷，執(zhí)行中斷子程序，發(fā)出控制信號停止逆變，并聲光報警。外部檢測信號及鍵盤輸入信號連接到單片機的中斷源INT0，SS2表示開機及關機按鈕，而S3則表示報警信號的復位按鈕，它們均采用查詢中斷方式實現(xiàn)中斷控制。圖45 中斷程序流程圖