基于软开关技术的光伏逆变器的设计

【摘要】：面对能源的匮乏和环境问题的不断出现，太阳能因其自身出众的优势越来越受到人类的广泛重视，致使我们将大量的财力精力转向开发和利用这种新能源，其中光伏发电成为了重要的研究领域。 在光伏发电系统中，提高光伏系统的发电效率是目前研究的主要内容之一。本设计在了解了光伏发电的现状之后，知道了当下存在着太阳能光伏逆变效率不高的问题，结合实验室的条件，决定研究单相光伏逆变系统，确立了以零电流转化（ZCS）为软开关结构的逆变主电路模式，由于本设计中用到了相当多的电子器件需要3.3V，±5V，±12V基准电压供电，所以本文根据已有的太阳能电池板进行了辅助基准电源的设计，还有以IR2110为驱动芯片的功率管IGBT的驱动电路。对交直流电压电流信号采样的传感器的选型，以及对传感器网络调理电路的设计，通过实验调试，获得了比较圆满的结果。 控制部分通过TI公司的DSP2812芯片实现，逆变器控制部分有适用于工程改进PI调节的优点，并运用了改进SPWM跟踪输出电流的控制方式，有限减少了控制变量和增加了精确度，并设计了跟硬件结合的软开关程序，还有采样电路对应的AD转化程序。 【关键词】：光伏发电 IGBT 软开关 基准电源 霍尔传感器 DSPF2812
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 光伏发电的现状和发展趋势8-11
• 1.1.1 光伏发电现状8
• 1.1.2 太阳能发电的优势8-9
• 1.1.3 光伏逆变系统研究现状和未来发展趋势9-11
• 1.2 软开关的研究发展现状11-15
• 1.2.1 软开关基本原理和分类12
• 1.2.2 典型的谐振软开关逆变器介绍12-15
• 1.3 本文主要研究内容及安排15-16
• 第二章 软开关工作原理与工作条件16-20
• 2.1 主电路软开关的工作状态16-19
• 2.2 软开关实现的数学条件19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 软开关逆变系统的主电路设计20-38
• 3.1 设计背景—太阳能电池简介20-21
• 3.2 DC/AC 主电路拓扑21
• 3.3 DC/AC 主电路设计21-25
• 3.3.1 输入稳压电容的选择22
• 3.3.2 IGBT 的选型22-23
• 3.3.3 谐振电容电感的设计23
• 3.3.4 LC 滤波电路设计23-25
• 3.4 驱动电路设计25-27
• 3.4.1 驱动芯片的选择25-26
• 3.4.2 驱动电路的拓扑结构26
• 3.4.3 元器件的选型和计算26-27
• 3.5 基准电压源的设计27-31
• 3.5.1 稳压芯片的选择28-29
• 3.5.2 稳压电路的确定29-30
• 3.5.3 电路参数的确定30-31
• 3.6 保护电路31-32
• 3.7 电压采样电路32-34
• 3.7.1 电压传感器的选型33
• 3.7.2 交流电压采样的调理电路33-34
• 3.7.3 直流电压采样的调理电路34
• 3.8 电流采样电路34-36
• 3.8.1 电流传感器的选型34-35
• 3.8.2 交流电流采样的调理电路35-36
• 3.8.3 直流电流采样的调理电路36
• 3.9 PCB 的绘制36-37
• 3.10 本章小结37-38
• 第四章 调试程序的设计38-56
• 4.1 DSPF2812 芯片的介绍38-39
• 4.2 逆变电源控制技术的策略39-42
• 4.3 逆变电源的跟踪控制方式42-47
• 4.4 SPWM 脉冲产生的方法47-50
• 4.4.1 主电路开关管脉冲的产生方法47-49
• 4.4.2 辅助开关管脉冲的产生方法49-50
• 4.5 DSP 程序编译部分50-54
• 4.5.1 主程序流程图50
• 4.5.2 定时器的周期中断流程图50-52
• 4.5.3 AD 采样程序52-54
• 4.6 本章小结54-56
• 第五章 结论56-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-66
• 附录66-68
• 攻读学位期间发表的学术论文68-69

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