風光逆變并網系統設計與實現

　　1.2 正弦波產生方案

　　方案一：采用專用SPWM芯片實現逆變。

　　目前的SPWM專用芯片外圍電路簡單，易于實現。但是很難完成本系統中對市電相位追蹤和調整。故不采用本方案。

　　方案二：使用FPGA生成SPWM波形。

　　此方案的優點是容易精確方便地控制輸出正弦波的相位和幅度，而且外圍電路更加簡單，靈活方便。相對于方案一更優化，故選擇此方案。

　　1.3 整體系統設計構架方案

　　總結上述選擇的方案，這里選擇以數字電路為主，配合簡潔的模擬電路的結構。充分的把數字的高集成度，高準確度，高性價比和高穩定性的特點和模擬大功率的特點有機的結合，較好地實現了設計要求。并且拓展了無線監測功能，更加真實表現了本設計的實際應用環境和展現更加人性化的設計。總體方案見圖3。

　　2 主回路電器選擇以及參數計算

　　系統主回路由DC-AC變換器電路以及對輸入/輸出波形的整形和測量電路構成。為了減少損耗，同時又防止被反向擊穿，主開關管選IRFB52N15(額定電流60A，耐壓150V，導通電阻32MΩ)。采用SPWM控制的逆變電路，輸出SPWM波中含有大量的高頻諧波，加上防止上下橋臂直通而設置的死區，開關時間和功率器件參數差異等因素，輸出電壓只能夠也含有一定的低次諧波，為了保證波形失真度盡可能低，必須采用輸出濾波器。全橋采用LC濾波，其中的感抗XL=ωL=2πfL，容抗XC=1/(ωC)=1/(2πfC)。令ωL=1/(ωC)，得到對應的截止頻率

　　設逆變器輸出電壓的基波為f0，最低次諧波頻率fk，f0>1/(ωkC)，電感對諧波信號阻抗很大，電容對諧波信號的分流很大，即濾波器不允許諧波信號通過負載，一般取濾波器的截止頻率fc=(3～5)f0，為了避免對某次諧波過度放大，取fc= 4.5f0=1 800 Hz，逆變器的輸出功率和輸出電壓求得負載阻抗RL，濾波器的標稱特性阻抗R=(0.5～0.8)RL，則Lf=R/(4πfC)，Cf=Lf /R2= 1/(2πfCR)。實際電路中，L取200 μH，C=470μF。