利用C2000 MCU實施并網(wǎng)微型太陽能逆變器

2、 入網(wǎng)電流控制器。電流控制器可確保輸出電流為正弦波，并遵循電流基準，從而平衡輸入功率和輸出功率。

3、 最大功率點追蹤(MPPT)。MPPT用于讓太陽能板進入最大功率輸出狀態(tài)。

3.2 固件結(jié)構(gòu)

3.2.1 后臺與任務(wù)

整個固件系統(tǒng)為一個前向后臺系統(tǒng)。圖15顯示了該后臺結(jié)構(gòu)。

圖15后臺結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)中，有一個1ms任務(wù)和四個4ms任務(wù)。

1、1ms任務(wù)A0。1ms定期任務(wù)。在這種任務(wù)中，LED控制執(zhí)行。除此以外，PLL控制器也位于該任務(wù)中。

2、4ms任務(wù)A1。A1 4ms定期任務(wù)。狀態(tài)機處理器。

3、4ms任務(wù)A2。A2 4ms定期任務(wù)。所有測量均在該任務(wù)中計算。

4、4ms任務(wù)A3。A3 4ms定期任務(wù)。用戶鍵檢測便在這里，同時檢測超出或者未達到運行狀態(tài)范圍，并發(fā)出故障指令。

5、4ms任務(wù)A4。A4 4ms定期任務(wù)。MPPT控制器與調(diào)試支持。

3.2.2 系統(tǒng)狀態(tài)機

圖16狀態(tài)機

圖16顯示了任務(wù)A1中處理的狀態(tài)機。不同狀態(tài)代表不同的運行模式。

本系統(tǒng)中共有4種狀態(tài)模式：

l 上電

l 待機

l 開啟

l 故障

上電模式是系統(tǒng)上電的一種過渡模式。在這種模式下，系統(tǒng)進行一些初始化，之后，系統(tǒng)便自動進入待機模式。

待機模式是系統(tǒng)等待開啟指令的一種模式。所有PWM和SCR控制信號都關(guān)閉。在這種模式下，所有測量均有效。系統(tǒng)探測外部狀態(tài)，并檢查系統(tǒng)是否可以開啟。

當(dāng)系統(tǒng)成功地從待機模式啟動以后，系統(tǒng)進入開啟模式。這種模式下，所有PWM和SCR控制信號均開啟。系統(tǒng)開始向電網(wǎng)輸電。

如果出現(xiàn)故障，系統(tǒng)進入故障模式，所有PWM和SCR控制信號均關(guān)閉。如果故障清除，則系統(tǒng)自動返回待機模式。

3.2.3 中斷服務(wù)程序

本系統(tǒng)的中斷服務(wù)程序(ISR)具有如下功能：

l 讀取ADC結(jié)果和部分測量計算。

l 入網(wǎng)電流控制器

l SCR開/關(guān)控制

l 緊急保護。一次側(cè)沖擊電流、二次側(cè)過電壓和輸出電流保護。

l 調(diào)試支持。把調(diào)試數(shù)據(jù)記錄到緩沖器。

圖17 ISR流程圖

3.3 入網(wǎng)轉(zhuǎn)換器控制器

圖18顯示了整個入網(wǎng)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)。

圖18控制器結(jié)構(gòu)

3.3.1 PLL控制器

圖19顯示了PLL控制器系統(tǒng)

圖19 PLL控制系統(tǒng)圖

PLL系統(tǒng)由如下幾部分組成：

相位誤差檢測。檢測基準和正弦波輸出之間的相位誤差。該檢測功能在1ms

任務(wù)A0中實現(xiàn)。

PLL控制器。閉環(huán)控制器，控制器在1ms任務(wù)A0中執(zhí)行。

正弦波生成器。根據(jù)頻率和采樣時間生成正弦波;在ISR中完成這項工作。

3.3.2 電流控制器

為了設(shè)計電流環(huán)路，必須首先建造對象模型。這里可以使用小信號模型。

圖20反激電路

假設(shè)反激電路如圖6所示;另外，假設(shè)其在連續(xù)模式下工作。

圖21反激連續(xù)模式電流

如果一次側(cè)的MOS開啟，則一次側(cè)電流增加，Lp充電，并且能量被存儲在其內(nèi)部。因此，可得到如下方程式：

如果Q1關(guān)閉，則能量被立即傳輸至二次側(cè)，ip很快降至零。在二次側(cè)，二極管開啟，次電感接過負載，并對C充電。可得到方程式(2)。

主電感Lp和次電感Ls具有如下關(guān)系：

利用這種平均狀態(tài)空間方法，如果占空因數(shù)為d，則可以得到如下方程式：