2.2 性能标准(1)当RS=RL=30Ω时,DC-AC变换器的效率 ≥80%。
(2)当RS=RL=30Ω时,输出电压uo的失真度THD≤1%。
(3)具有输入欠压保护功能,动作电压Ud(th)=(25±0.5)V。
(4)具有输出过流保护功能,动作电流Io(th)=(1.5±0.2)A。
(5)过流、欠压故障排除后,装置能自动恢复为正常状态。
(6)当负载温度过高时,系统停止工作。
三、方案设计3.1 系统功能实现原理1.最大功率跟踪方案
采经典MPPT算法,对光伏电网的输出电压和电流进行连续采样,寻找P=U*I最大的点,即最大功率点。此方法变化步进由模拟光伏电池输出端的电压变化速率决定,能够快速逼近最大功率点。
2. DC-AC电路方案
我们使用FPGA产生SPWM波信号驱动半桥或全桥DC-AC逆变器,经输出LC滤波后得到逆变信号。此方案中SPWM波的产生是由软件实现的。DC- AC的逆变电路由分立元件搭建的,采用高速功率开关IRF540N及MOS管驱动芯片IR2110搭建电路。通过调节调制比来调节MOS管的通断,从而调节逆变电压的大小。
3.同频同相控制方案的实现
采用边沿触发法和数字反馈调节法进行调整。分别对输入参考信号和反馈信号利用比较器整形之后,对其上升沿进行检测,这个操作由硬件实现得到其频率和相位的差值,在FPGA内部由数字反馈的方式对再对输入信号进行相位调整,这些操作都由软件实现。
4.欠压、过流,温度过高保护电路
通过检测输入电压Ud,输入电流Id和输出电流Io的数值,用ADC0809转化为数字信号反馈到FPGA控制系统中,FPGA控制继电器的通断来实现欠压和过流保护。通过温度传感器对负载温度进行测量,当温度过高时控制继电器断开。
系统硬件结构框图5.单相全桥逆变电路及其驱动电路
采用IR2110为半桥驱动芯片,只需连接自举电容,利用内部自举电路即可实现对桥路的驱动,对于全桥电路只需将两片IR2110驱动各自的半桥即可。
6.电压电流的测量
输入电流的测量通过测量串入回路的小电阻的两端的电压,再由AD620放大100倍,再进行A/D转换再让FPGA计算出当时所检测到的电流大小,并显示;
7. 输出端电流Io为交流,先同测输入端电流方法一样放大100倍后,再由AD637转为直流电压再同(2)中计算并显示。
3.2 硬件资源配置
放大器使用AD620,有效值转换使用AD637,A/D转换使用ADC0809,最小系统使用FPGA,驱动芯片使用IR2110,MOS管使用IR540,温度传感器使用ST公司赠予的STe
val-MKI062V2开发套件中的温度传感器,以及一些元器件
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