微型逆变器ti2000的综述翻译.pdf

《微型逆变器ti2000的综述翻译.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微型逆变器ti2000的综述翻译.pdf（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、太阳能微型逆变器开发套件 产品型号：TMDSSOLARUINVKIT 此开发套件实现基于 TI C2000 Piccolo TMS320F28035 微控制器(MCU)的完整并网太阳能微型逆变器。此套件向设计人员推出了一个完全适用于太阳能微型逆变器应用的 MCU，并引导用户无缝完成设计过程并克服应用挑战。用户最初可通过简单的图形界面评估自己的设计，无需深入进行代码开发。当需要进一步深入研究时，基于理论的详细文档可引导用户逐步完成软件和硬件实现，具体做法就是逐步构建从开环到闭环的太阳能微型逆变器操作 特性：通过次级倍压器、MPPT 和并网直流/交流逆变器，形成太阳能微型逆变器的功率转换级，实现对

2、有源钳位反激式直流/直流转换器的控制。支 持输 入端 28 至 45V 面板 电压 以 及 高达 280W220VAC 和高达 140W110VAC 的通用功率输出，因此适用于全球太阳能市场的多样化需求。93%的峰值效率和低于 4%的总谐波失真(THD)提高了单位面板的功率输出，减少不利散热并延长系统寿命。C2000 Piccolo F28035 MCU 作为完整微型逆变器系统的高性能控制器，对直流/直流和直流/交流功率级执行高频率控制环路。单一 MCU 系统实现方式带来了设计简便性并降低系统成本。C2000 Piccolo F28035 MCU 以 100KHz 的高 PWM 频率驱动逆变器

3、，从而减少谐波失真并降低无源组件成本。C2000 Piccolo F28035 MCU 的集成特性有助于高效控制每个功率级：4.6 MSPS 12 位 ADC、低延迟 C28x 实时处理内核以及功能齐全的 150 ps 高分辨率 PWM 模块。完整软件源代码、硬件设计文件和详细文档可让设计人员查看并理解设计的具体实现方法，并以此为基础开始他们自己独一无二的太阳能设计。太阳能和数字电源软件库提供经过代码优化的构建块来实现各种电源技术和算法，如 MPPT 和软件锁相环(PLL)，非常适合设计自定义的太阳能逆变器解决方案。包含项目：TMDSCNCD28035ISO Piccolo 控制卡 太阳能微型

4、逆变器基板 外部电源（15v 以及 12v 电源）USB 电缆 交流电源线 软件部分在controlSUITE 软件中 有源钳位反激式 DC-DC 变压器T1,场效应晶体管Q1,二极管D2和电容C2一起构成传统的回程阶段。场效应晶体管 Qac和电容器Cac主面钳位电路。电容 C1 与二极管 D1 提供输出反激式变换器的电压乘法器电路。The inverter is controlled as a current source and essentially consists of two DC-AC buck converters each operating in one of the ha

5、lf cycles of the AC line voltage VLN.MOSFETs Q9,Q3,diode D3 and inductor L4 together form the first buck converter when VLN is positive.MOSFETs Q8,Q4,diode D4 and inductor L3 together form the second buck converter when VLN is negative.In each line half cycle the corresponding upper switch,Q9 or Q8

6、stays fully on.The lower switches,Q3 and Q4,operate at high PWM frequency(50kHz PWM)as buck converter switches in their respective line half cycle.The main inductor L3 and L4,the capacitor C5 and a second pair of small inductors L1 and L2 together form a LCL filter at the inverter output.The double

7、pole single through(DPST)relay RL1 is controlled by MCU and is used to connect/disconnect the inverter to/from the AC mains.使用了电导增量法 同时对采集的电压使用陷波滤波器进行滤波，然后进行数学计算。最后在进行MPPT 计算得到 PV 参考电压值与采集到的 PV 电压值的差值作为输入，电流控制环进行控制，使用2P2Z 补偿器的方法，得到控制功率开关的占空比。为了得到太阳电池板的最大功率，故太阳能电池板需要运行在最大功率处，最大功率点不是固定的，他随着温度和光照的改变而改变

8、。有很多不同的方法用于最大功率追踪，例如观察扰动法和电导率法。为了找到最大功率点，周期采集光伏电压和光伏电流，控制功率去调节输入电流的值。输入参考电流的值由 MPPT 算法提供。光伏板电流参考值以速率 10hz 来改变，功率阶段的电流校正值以 50khz 的频率运行，DC-DC 阶段的控制环不能够升高输出电压值，输出电压的升高有 DC-AC 逆变环节来实现，它调节电流反馈到电网来维持这个电压的调制。上图给出了 DC-DC 环节的算法结构图，其中的陷波滤波器被用来减少由于被光伏板产生的 AC 电源纹波的 MPPT 算法中的误差。（既是由于电网中的能量反馈到直流侧 因此会产生纹波）逆变器阶段输入是

9、 DC-DC 环节升压阶段的输出，反馈到电网的电流可以用以下等式表示：从上式可以看出，为了保证电流流入电网，直流母线电压必须比电网电压大，并且可知，直流母线的电压不是由 DC-DC 环节升压阶段保持的，因此 逆变阶段软件使用双环控制，一个外部电压环，内部电流环。电压环为电流环产生一个参考电流。在这种情况下，在逆变器直流总线上增加负载导致电流增加和直流母线上的电压下降。因此参考信号和反馈信号是相反的，即通过直流母线的参考信号减去反馈的直流母线电压得到电压误差信号。从电压环输出的电流命令值乘以电网的相角得到瞬时电流参考值。在这种情况下电网连接逆变器，软件锁相环提供电网角。瞬时电流参考值和反馈电流值

10、被电流补偿器使用来提供占空比为逆变器。一个陷波滤波器被用来滤除从直流母线电压测量的二次纹波。这用来保证控制器具有高的带宽时不影响电流 THD。另外容纳了由于电网电压前馈项导致的电流注入引起的扰动。去计算逆变器的占空比。这就是在前节介绍的线性反馈化。为了从简到繁的进行学习，开发板的软件构建使用状态机的模式，这使得对开发版的硬件和软件的学习变得简单。并且这样也有益于对开发板进行调试，主要的架构方式有以下几个方面。选择一个建立模式，设置对应的 bulid 设置值，主要在 setting.h 文件中，修改 bulid 值之后，然后对工程进行编译，开始调试开发板。Build=1 时，主要用来测试逆变环节

11、和 DC-DC 环节的开环结构，以及对 SPLL 的软件测试。Build=2 时，独立的对逆变环节的电流闭环和反激阶段的电流闭环进行测试，并且不讲两个模块连接起来。当 grid_connect=0 时，使用一个固定的斜坡角度来测试逆变器控制，测试逆变器在阻性负载情况下的电流控制环。当 grid_connect=1 时，将微型逆变器连接到电网，使用 SPLL 来计算电网的角度，并网环节的逆变器的电流控制环被测试。（一个阻性负载可以被连接到输入端，可以观测到电网电流是反相的）Setting.h 文件中的交流电源/电网 AC 频率的代表 GRID_FREQ 定义必须被修改。DC-DC 反激阶段，MP

12、PT 可以决定是否使用，当 MPPT=0 时，反激阶段的输入是固定的输入电流，使用者必须保证输出连接有合适的阻性负载。当 MPPT=1 时，反激阶段的电流命令被用来保持光伏板运行在最大功率点。使用者必须确保合适的负载连接在输出端，输入端应该连接光伏板或者光伏板模拟器。当 build=3 时，用来测试 DC-DC 阶段和逆变阶段连接在一起时的反应动作。反激阶段的输入直接连接到逆变的输入而不连接输入。这个阶段的运行模式有状态机方式运行。GRID_CONNECT=0，MPPT=0 时，这种模式用来测试阶段连接在一起时逆变输出连接阻性负载，这可以用来测试开发板在直流输入时 的情况。GRID_CONNE

13、CT=1，MPPT=0 时用来测试连接在一起，逆变输出连接上电网，直流电源输入，MPPT无效。GRID_CONNECT=0，MPPT=1 时，用来测试连接在一起，逆变输出连接上阻性负载。输入连接光伏板。GRID_CONNECT=1，MPPT=1，这个阶段用来逆变输出连接上电网，反激输入连接上光伏板。当 buil=0 时：开发板连接方式以及软件的实现方式 光伏(PV)逆变器设计，此设计使用太阳能学习套件 此套件包含：F28M3H52CcontrolCARD(TMDSSOLARCEXPKIT)F28035controlCARD(TMDSSOLARPEXPKIT)太阳能开发基板 20V 2A 电源 香蕉插头线缆（已安装在电路板上）50W 24Vac 灯泡 USB-B 至A 线缆 微型 USB 至 A 线缆