基于DSP技術(shù)的5kW離網(wǎng)型光伏逆變器設(shè)計(jì)
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2．1 輸入濾波電路的設(shè)計(jì)
輸入濾波電路是由濾波電容組成，用來減小輸入端電壓的脈動(dòng)，假設(shè)變換器傳輸最大功率為Pmax，由輸入輸出功率相等可得出一個(gè)周期內(nèi)輸入濾波電容所提供的能量約為
式中，η為變換器的效率，fr為IGBT開關(guān)器件的工作頻率。將Pmax=5kW，η=0．95，fr=18kHz代入上式可得Win≈0．2924J，每半個(gè)周期輸入濾波電容所提供的能量為：
式中，Vinmin為最小輸入直流電壓；△Vinmin一般取1％Vinmin，本設(shè)計(jì)中Vinmin=38．4V，代入式中可得到C=4960 μF，濾波電容選用鋁電解電容，為減小電容的等效串聯(lián)電阻，選用5個(gè)1000 μF電解電容并聯(lián)實(shí)現(xiàn)，電解電容的高頻特性不好，設(shè)計(jì)中在每一個(gè)電解電容旁并聯(lián)6 μF的CBB高頻電容加以改善。
2．2 Boost電路
Boost電路如圖4所示，其中Q為全控型的功率器件IGBT，Boost電路是一種輸出電壓等于或高于輸入電壓的非隔離直流變換電路，當(dāng)光伏控制器的輸入電壓在允許范圍波動(dòng)時(shí)，通過控制功率開關(guān)器件Q的導(dǎo)通比D，使輸出電壓保持穩(wěn)定。本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/150732.htm
根據(jù)Boost電路中電感電流是否連續(xù)可以分為電感電流連續(xù)、電感電流斷續(xù)和電感電流臨界連續(xù)三種工作模式。當(dāng)工作于臨界工作模式時(shí)，電感的取值滿足式(3)。
當(dāng)輸出功率等于5kW時(shí)，計(jì)算得L=20 μH，當(dāng)工作在電感電流連續(xù)模式下時(shí)，輸出電壓紋波較小，電容充放電電流的變化率也較小，具有很好的電能輸出質(zhì)量，本設(shè)計(jì)中選取P=100W時(shí)所對(duì)應(yīng)的臨界電感值L=1mH。
電感電流連續(xù)模式下，需要的電容值為：
要想獲得輸出為220VAC的正弦波，考慮到SPWM調(diào)制技術(shù)的最大利用率0．866和調(diào)制度，以及IGBT管的導(dǎo)通范圍，Boost變換器需要將直流電壓升到420V，紋波電壓為直流電壓的5‰，即為2．1V，占空比D選取最大值0．9，代入式(4)求得電容值為1033 μF，考慮到一定裕量，選取3個(gè)并聯(lián)的470 μF的電解電容。
2．3 單相全橋逆變電路
本文中單相全橋逆變電路的驅(qū)動(dòng)波形是通過調(diào)制法得到的，信號(hào)波和載波的產(chǎn)生以及調(diào)制都是通過DSP2812實(shí)現(xiàn)的。SPWM有三種調(diào)制方式：同步調(diào)制、異步調(diào)制和分段同步調(diào)制，本設(shè)計(jì)輸出頻率是50Hz，頻率不是太低，所以采用同步調(diào)制方式。
2．4 LC低通濾波器
SPWM波中含有載波頻率的整數(shù)倍及其附近的諧波分量。為了獲得良好的輸出電壓波形，必須利用LC低通濾波器消除高次諧波。隨著載波比的升高，最低次諧波離基波越遠(yuǎn)，也就更容易進(jìn)行濾波，提高載波比將有效改善輸出電壓質(zhì)量，但載波比的提高受制于功率開關(guān)器件的開關(guān)速度以及開關(guān)損耗等因素，LC低通濾波器的選取主要考慮幾個(gè)方面的因素，噪聲、抑制能力、輸出阻抗、逆變電流應(yīng)力。
評(píng)論