基于ARM+DSP架構(gòu)的微型光伏逆變器的研制

【摘要】：作為分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部件,微型光伏逆變器一直是研究的熱點。目前,國內(nèi)很多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)對百瓦級的微型光伏逆變器開始研究。本文針對功率200W左右獨立光伏組件設(shè)計了一款微型光伏逆變器,主要工作圍繞著微型光伏逆變器的研制展開。 首先,本文對目前微型光伏逆變器的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究分析。在此基礎(chǔ)上,針對微型光伏逆變器的特點,最終設(shè)計了“高頻推挽升壓電路+全橋逆變電路"兩級結(jié)構(gòu)的主電路方案。接下來,論文對前級推挽升壓電路和后級全橋逆變電路建立了數(shù)學(xué)模型?；谝呀⒌臄?shù)學(xué)模型,設(shè)計了微型光伏逆變器的控制策略,并利用MATLAB軟件對微型光伏逆變器設(shè)計方案進(jìn)行了電路仿真。 在仿真驗證成功的基礎(chǔ)上,本文對微型光伏逆變器進(jìn)行了進(jìn)一步的樣機(jī)研制。樣機(jī)研制的主要內(nèi)容包括DC-DC升壓環(huán)節(jié)設(shè)計、DC-AC逆變環(huán)節(jié)設(shè)計以及控制電路板設(shè)計。其中,DC-DC升壓環(huán)節(jié)采用高頻推挽升壓電路,文中設(shè)計了推挽變壓器、驅(qū)動電路以及輸出電壓信號采集電路。DC-AC逆變環(huán)節(jié)采用全橋逆變電路,文中設(shè)計了逆變電路中驅(qū)動電路、交流信號采集電路以及隔離電路。微型光伏逆變器采用"ARM+DSP"架構(gòu)的控制板作為控制核心。其中ARM芯片負(fù)責(zé)前級升壓控制,DSP芯片負(fù)責(zé)后級逆變控制,并采用C語言編程實現(xiàn)了系統(tǒng)的閉環(huán)控制。 最后,本文對微型光伏逆變器進(jìn)行了實驗,并對各部分的實驗輸出波形及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析驗證。 【關(guān)鍵詞】：微型光伏逆變器 ARM+DSP架構(gòu) 推挽變壓器 全橋逆變
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 光伏逆變技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.1.1 太陽能光伏發(fā)電的介紹11-12
• 1.1.2 國外光伏逆變技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.1.3 國內(nèi)光伏逆變技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2 微型光伏逆變器介紹13-14
• 1.3 微型光伏逆變器主要性能指標(biāo)14-16
• 1.4 論文研究目標(biāo)和內(nèi)容16-17
• 2 微型光伏逆變器電路拓?fù)渑c仿真17-30
• 2.1 微型光伏逆變器結(jié)構(gòu)介紹17-18
• 2.2 隔離型高頻微型光伏逆變器電路拓?fù)?/span>18-23
• 2.2.1 高頻DC-DC變換電路拓?fù)?/span>18-20
• 2.2.2 高頻DC-AC變換電路拓?fù)?/span>20-21
• 2.2.3 SPWM原理21-23
• 2.3 微型光伏逆變器分析與建模23-25
• 2.3.1 前級升壓數(shù)學(xué)模型24
• 2.3.2 后級逆變數(shù)學(xué)模型24-25
• 2.4 微型光伏逆變器總體仿真25-29
• 2.4.1 微型光伏逆變器控制方案介紹25-26
• 2.4.2 微型光伏逆變器電路仿真26-29
• 2.5 小結(jié)29-30
• 3 微型光伏逆變器主電路設(shè)計30-43
• 3.1 系統(tǒng)前級升壓電路設(shè)計30-37
• 3.1.1 推挽升壓主電路分析30-31
• 3.1.2 電路參數(shù)的選擇31-33
• 3.1.3 推挽變壓器的設(shè)計33-35
• 3.1.4 開關(guān)管驅(qū)動電路設(shè)計35-36
• 3.1.5 RCD吸收電路36-37
• 3.2 系統(tǒng)后級逆變電路設(shè)計37-38
• 3.2.1 全橋逆變主電路分析37
• 3.2.2 驅(qū)動電路設(shè)計37-38
• 3.3 電壓信號采集電路設(shè)計38-40
• 3.3.1 隔離型直流電壓信號采集電路設(shè)計39
• 3.3.2 交流電壓信號采集電路設(shè)計39-40
• 3.4 保護(hù)電路設(shè)計40-42
• 3.4.1 輸入欠壓過壓檢測電路41
• 3.4.2 過載檢測電路41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 4 微型光伏逆變器控制電路軟硬件設(shè)計43-57
• 4.1 控制板硬件電路設(shè)計43-45
• 4.2 信號調(diào)理電路設(shè)計45-46
• 4.3 系統(tǒng)輔助電源設(shè)計46-48
• 4.4 系統(tǒng)前級ARM程序設(shè)計48-51
• 4.4.1 ARM主程序的設(shè)計48-50
• 4.4.2 PWM信號的產(chǎn)生50-51
• 4.5 系統(tǒng)后級DSP程序設(shè)計51-55
• 4.5.1 系統(tǒng)后級DSP主程序設(shè)計51-53
• 4.5.2 增強(qiáng)型PWM模塊的設(shè)置53-54
• 4.5.3 PI算法設(shè)計54-55
• 4.6 本章小結(jié)55-57
• 5 實驗調(diào)試結(jié)果及分析57-64
• 5.1 前級升壓環(huán)節(jié)輸出波形57-58
• 5.1.1 前級推挽升壓電路驅(qū)動波形57
• 5.1.2 PC采集數(shù)據(jù)圖形57-58
• 5.2 后級逆變環(huán)節(jié)輸出波形58-62
• 5.2.1 全橋逆變電路驅(qū)動模型58-61
• 5.2.2 交流輸出波形61-62
• 5.3 整機(jī)調(diào)試62-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 6 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 總結(jié)64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 作者簡歷68-70
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集70

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