基于S3C2410的光伏并網發電模擬裝置

式中:n=1,2,…,360為采樣點數。
由上式計算出的SPWM脈寬表是一個有窄到寬,再到到窄的360個值的正弦表,將其存入控制器的內存中以供調用。
2.2 同頻、同相的控制方法與參數計算
(1)同頻控制方法。本系統是將參考電壓轉換成方波,設置外部中斷EINT3為上升沿觸發,通過連續2次中斷獲得參考電壓的頻率值,并設置SPWM波的頻率。把A/D口采集的電壓值與最大額定功率的電壓值比較。如果較小,就增大占空比系數;如果較大,就減小比例系數,從而調節SPWM波的占空比來實現增大或減小輸出電壓值,實現最大功率跟蹤。為了使功率電路小型化,減小失真并保持較高的變換效率,該頻率必須足夠高,綜合考慮為使性能達更好,采樣點數取360個。
(2)同相的控制方法。將反饋的電流值轉換成電壓值,經過過零比較器形成方波,單片機設為在電壓上升沿出發,在反饋電壓的上升沿觸發外部中斷,定時計數器開始計數;同樣將參考電壓經過過零比較器形成方波,在參考電壓方波的上升沿停止計數,得到兩電壓相位差值,通過逐步調整差值,實現同相位跟蹤。
2.3 提高效率的方法
(1)選擇驅動功耗低的開關元件,使用開關電路,舍棄線性電路,并使上升沿和下降沿盡可能陡,減少供電消耗,從而提高系統的效率。
(2)增加采樣點個數,產生較高開關頻率,使場效應管快速導通、關斷,減少功耗,從而提高系統的效率。
(3)用控制器實現。現在許多控制器都具有產生SPWM波的功能,采用控制器可使電路簡單可靠,而且還方便對系統的運行狀態和參數進行監控、顯示和處理,使整個系統的設計非常方便。采用SPWM技術控制正弦波的產生,輸出波形失真度小,提高了電路的效率。
2.4 濾波參數計算
本設計的濾波器采用2個LC濾波器并聯。
開關頻率:fsw,轉折頻率

電容與電感關系:

3 硬件電路設計與實現
硬件電路由以下幾部實現。
3.1 DC-AC主回路與器件選擇
(1)DC-AC主回路如圖3所示。逆變主電路主要由全橋逆變電路、濾波器、高頻升壓變壓器及LC濾波電路構成。功率MOSFET管G1,G2,G3,G4構成全橋逆變,用于控制每個開關周期傳遞到變壓器次級的直流能量。由于逆變電路的橋式結構,使逆變器具有了泄放通道,降低了功率MOSFET管的電壓能力;高頻升壓變壓器具有電氣隔離、調整電壓比和儲能的作用,把電壓提高到系統需要的電壓等級;兩個LC濾波器并聯可濾除逆變輸出SPWM波中的高次諧波分量,使輸出波形正弦化,起到抑制電磁干擾的作用。本文引用地址:http://www.104case.com/article/187428.htm
(2)開關元件的選擇。設計采用的MOSFET管,是一種只有多數載流子導電的單極型器件,由于不存在少數載流子積蓄效應,開關速度快,而且它是一種絕緣柵器件,基本不需控制電流,因而驅動功率小,它也沒有二次擊穿現象,安全工作區寬,熱穩定性好。
3.2 控制電路
控制電路主要實現控制逆變器的SPWM驅動信號和過流、欠過壓保護功能,ARM嵌入式系統中的S3C2410為其核心部件。S3C2410具有豐富的內部設備的高性能、低功耗的8位微處理器。具有8路10位ADC轉換通道,4路PWM定時器通道。減少了所需元器件,提高了系統的集成度和可靠性,而且還方便對系統的運行狀態和參數進行監控、顯示和處理,使整個系統的設計非常方便。由該控制器產生的SPWM波形質量較好,頻率穩定,滿足設計要求。ARM開發板中的S3C2410中的其中3個端口作為A/D轉換器的模擬輸入端,可實現A/D的轉換。
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