基于IR2101最大功率跟蹤逆變器的設計與實現

當Up輸入高時，HO輸出也為高，通過IR2101的電容自舉功能，就能控制VQ1導通，此時由于LO輸出為低，不能驅動VQ2，因此VQ2處于關斷狀態，同時Vp也輸入一個高電平，即HO為高，使VQ4處于導通狀態，而此時VQ3處于關斷狀態，因此T1→VQ1→R5(負載)→VQ4→GND形成一個通路。反之，當Up、Vp為低電平，Un、Vn為高電平時，即電流的主要流向為T1→VQ3→R5(負載)→VQ2→GND，4個MOS管開關器件有序地交替通斷，進而在R5(負載)處形成了交流電。在實際應用中為了防止上下臂同時導通而造成短路，在軟件設計的過程中，添加了死區時間，來保護整個電路。
2．2 斬波電路
斬波電路原理圖如圖4所示，該電路主要用于進行最大功率跟蹤，其電源為獨立電壓源，R6(30 Ω／30 W)為功率電阻，其主要作為電源內阻，R7、R8是為了檢測負載端的電壓值而形成的分壓電路，通過Ud1進行檢測，將檢測結果返回到單片機中進行處理，通過調節PWM波的占空比，進而控制VQ5開啟與關斷的時間。當檢測到Ud1X(R7+R8)／R8的值大于一半時，單片機就會將斬波電路的占空比調大，讓其通過的電壓增大，進而使其值接近光伏電池的一半，如果檢測到其值小于一半的時候，會將占空比調小，讓其通過的電壓變小，這樣通過跟蹤電壓來實現頻率的跟蹤功能。

2．3 最大功率跟蹤模型分析
本設計為了實現最大功率的跟蹤模型，如圖5所示電路，使得內阻R8和外阻Rb相等，Ud的電壓為電池電源的一半就可以得到電池輸出功率最大了，這種情況應用于線性電路中，但是在非線性電路中也可以利用這個原理，本項目通過電壓跟蹤的功能，實現最大功率的跟蹤，主要通過調節PWM波的占空比大小實現本功能。