基于軟開關PWM技術的光伏逆變器的研究與設計

【摘要】： 近年來,隨著全球傳統(tǒng)能源危機的加劇,光伏發(fā)電技術越來越引起人們的重視和廣泛應用。其中逆變電源是光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分,性能的好壞直接決定了發(fā)電效率和電能的質(zhì)量。目前光伏產(chǎn)業(yè)在我國還是起步階段,逆變電源的性能還不夠理想,各方面性能有待進一步提高。為此,本文首先對目前幾種用于逆變的幾種軟開關電路結構進行了分析和仿真,然后采用“全橋變換+高頻升壓+全橋逆變”的設計方案對逆變器進行設計,以期得到高性能的逆變電源。 論文首先研究了軟開關技術,針對目前硬開關的缺點和不足,本文對軟開關技術進行分析,并對目前幾種常用的幾種軟開關電路拓撲結構進行分析和仿真。通過仿真實驗,驗證了軟開關技術的優(yōu)越性。為軟開關技術應用到實際的工程實踐中提供了一定的參考價值。 最后,課題對逆變電源進行了實際的工程設計。文中對逆變電源系統(tǒng)分為四個部分進行設計。(1)DC/DC升壓部分,課題通過幾種電路結構分析對比,采用了全橋變換電路。同時也詳細論述了高頻變壓器的設計、開關管的選擇,整流電路等元器件的確定;(2)DC/AC逆變部分,同樣課題通過對幾種電路結構分析對比,采用全橋逆變電路。并詳細論述了開關管的選擇、濾波電路的設計;(3)DC/DC控制電路部分,課題采用SG3525芯片對開關管進行控制;(4)DC/AC控制電路部分,課題采用TMS320F2812芯片進行開關管的控制、SPWM波的生成,同時也作為主控芯片對整個逆變系統(tǒng)的保護電路和控制電路的設計。 文章在逆變電源的設計中采用了改進型諧振技術使功率開關管實現(xiàn)軟開關,通過實驗驗證,該技術對降低開關的損耗、提高逆變效率有很好的效果,為今后光伏逆變電源的設計、開發(fā)提供了理論基礎和參考價值。 【關鍵詞】：光伏 軟開關 逆變器 SG3525 DSP
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 引言9-10
• 1.2 軟開關PWM 技術發(fā)展的現(xiàn)狀10-11
• 1.3 光伏逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.4 課題研究的內(nèi)容及任務12-14
• 第二章 軟開關技術的概述14-18
• 2.1 硬開關逆變器中的開關損耗14-16
• 2.2 軟開關電路拓撲的基本結構16-17
• 2.3 軟開關PWM 技術的優(yōu)點17-18
• 第三章 軟開關 PWM 逆變電路的拓撲結構研究18-29
• 3.1 DC 環(huán)節(jié)軟開關PWM 逆變器的拓撲結構18-24
• 3.1.1 基本諧振DC 環(huán)節(jié)逆變器（RDCLI）拓撲結構分析18-20
• 3.1.2 有源箝位的諧振DC 環(huán)節(jié)逆變器（ACRDCLI）結構分析20-21
• 3.1.3 改進型諧振DC 環(huán)節(jié)逆變器（IRDCLI）21-22
• 3.1.4 并聯(lián)諧振DC 環(huán)節(jié)逆變器（PRDCLI）22-24
• 3.2 極諧振型PWM 逆變器的拓撲結構24-27
• 3.2.1 單項半橋準諧振電流模式逆變器（QRCMI）24-26
• 3.2.2 輔助二極管諧振極逆變器（ADRPI）26-27
• 3.3 其他諧振方式27-28
• 3.3.1 負載側(cè)諧振方式27-28
• 3.3.2 輔助諧振緩沖器方式28
• 3.4 本章小結28-29
• 第四章 逆變電路的設計與實現(xiàn)29-40
• 4.1 設計方案的確定29-33
• 4.1.1 DC 升壓電路拓撲結構的確定29-31
• 4.1.2 逆變主電路拓撲結構的確定31-33
• 4.2 升壓電路參數(shù)的設計33-37
• 4.2.1 功率開關管的選擇33-34
• 4.2.2 整流器件的選擇34
• 4.2.3 高頻變壓器的設計34-36
• 4.2.4 直流輸出濾波電感、電容的選擇36-37
• 4.3 逆變主電路參數(shù)的選擇37-39
• 4.3.1 主逆變電路開關管的選擇37
• 4.3.2 逆變輸出濾波電感、電容的選擇37-39
• 4.4 本章小結39-40
• 第五章 控制系統(tǒng)的設計40-56
• 5.1 DC/DC 升壓控制電路的設計40-41
• 5.2 基于DSP 的DC/AC 逆變控制系統(tǒng)硬件的設計41-46
• 5.2.1 控制芯片TMS320F2812 的簡介41-43
• 5.2.2 輔助電路43-44
• 5.2.3 采樣電路44-46
• 5.3 開關管驅(qū)動電路的設計46-50
• 5.3.1 驅(qū)動電路的設計要求46-48
• 5.3.2 幾種常見的驅(qū)動電路的分析比較48-50
• 5.4 系統(tǒng)軟件的設計50-54
• 5.4.1 主程序的設計50-51
• 5.4.2 定時器中斷子程序51
• 5.4.3 逆變控制信號正弦PWM 波的產(chǎn)生51-53
• 5.4.4 A/D 轉(zhuǎn)換子程序53
• 5.4.5 輸入欠壓保護子程序53-54
• 5.5 電磁兼容性的設計54-55
• 5.6 本章小結55-56
• 第六章 實驗、總結與展望56-59
• 6.1 實驗56-57
• 6.2 工作總結57
• 6.3 工作展望57-59
• 參考文獻59-61
• 發(fā)表學術論文情況61-62
• 致謝62-63

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