1、光伏逆變器設計方案基于光伏并網逆變器的基本原理和控制策略， 設計了并網型逆變器的 結構，其采用了內置高頻變壓器的前后兩級結構， 即前級DC/DC高頻 升壓，后級DC/AC工頻逆變。該設計模式具有電路簡單、性能穩定、 轉換效率高等優點。在能源日益緊張的今天，光伏發電技術越來越受到重視。太陽能電池 和風力發電機產生的直流電需要經過逆變器逆變并達到規定要求才 能并網，因此逆變器的設計關乎到光伏系統是否合理、高效、經濟的 運行。1、光伏逆變器的原理結構光伏并網逆變器的結構如圖1所示，主要由前級DC/DC變換器和后級 DC/AC逆變器構成。其基本原理是通過高頻變換技術將低壓直流電變 成高壓直流電，然后通

2、過工頻逆變電路得到220V交流電。這種結構具有電路簡單、逆變電源空載損耗很小、輸出功率大、逆變效率高、 穩定性好、失真度小等優點。池rvr/Dr_ -倉尬血ntiJ剛鳳左電機T踩必履1SC3525'MS32O.an2.on.圖1光伏逆變器結構圖 逆變器主電路如圖2所示°DC/DC模塊的控制使用SG3525芯片。SG3525 是雙端輸出式SPW脈寬調制芯片，產生占空比可變的 PWI波形用于 驅動晶閘管的門極來控制晶閘管通斷，從而達到控制輸出波形的目 的。作為并網逆變器的關鍵模塊，DC/AC模塊具有更高的控制要求，本設 計采用TI公司的TMS320F24作為主控芯片，用于采集電網

3、同步信號、 交流輸入電壓信號、調節IGBT門極驅動電路脈沖頻率，通過基于DSP 芯片的軟件鎖相環控制技術，完成對并網電流的頻率、相位控制，使 輸出電壓滿足與電網電壓的同頻、同相關系。濾波采用二階帶通濾波器，是有源濾波器的一種，用于傳輸有用頻段 的信號，抑制或衰減無用頻段的信號。其可以有效地濾除逆變后產生 的高頻干擾波形，使逆變后的電壓波形達到并網的要求。圖2逆變器主電路2、DC/DC控制模塊SG3525是專用于驅動 N溝道功率MOSFE的PWM控制芯片。SG3525的 輸出驅動為推拉輸出形式，可直接驅動MOST；內部含有欠壓鎖定電路、軟啟動控制電路、PWM存器，具有過流保護功能，頻率可調， 同

4、時能限制最大占空比。其2個輸出分別接2個MOS管控制其開斷, 為了提咼對推挽式DC/DC高頻升壓過程有效的控制，提咼頻寬調制的 準確性，相應設計了檢測電路，檢測輸出電流、電壓，然后反饋到控 制芯片。檢測電路包括偏磁檢測電路、電壓反饋采樣電路、電流反饋 采樣電路。SG3525空制模塊結構如圖3.圖3 SG3525主控芯片框圖3、DC/AC控制模塊3.1 TMS320F240控制核心TMS320F24是美國TI公司的定點式數字信號處理器芯片，硬件架構 以16位為基本數據處理單元，它集成了高性能 DSP內核，并且有著 豐富的外設功能，處理速度快。DSF系統的外圍電路包括時鐘電路、 復位電路、電源電路

5、等，配合各種信號檢測電路、驅動電路，以達到 對逆變系統的波形控制、脈寬調制、故障保護等要求，其結構圖如圖塔行urn及保護時鐘 M fi:片外I/O n擴展片內儲存器擴股巨找邏蔔及擴展FWM幷沖輸HI圖4 TMS320F24C主控芯片框圖 3.2電壓和電流檢測電路(1)電網電壓過零檢測電路逆變后交流電的電壓必須與電網電壓同相、同頻才能并網，因此要對輸出電壓進行鎖相控制。由于輸出的電壓信號為正弦波，而控制芯片 只能識別TTL電平信號，因此需要一個電路將正弦波信號轉換為控制 芯片可以識別的TTL電平信號。本設計中用LV25P電壓傳感器，將電 網電壓采集并轉換成與電網電壓等相位的低電壓脈沖信號，經過一

6、組比較器電路，可以輸出一組與電網電壓同相的低壓方波信號。當被檢測的電網電壓超過零點，則輸出高電平。電網電壓過零檢測電路如圖 5所示。圖5電網電壓過零檢測電路電網電壓過零檢測電路得到的方波信號,經過雙施密特反相電路將信號送到DSP芯片的捕獲引腳上，捕獲單元在檢測到上升沿時觸發中 斷，進行鎖相。(2交流電流檢測電路 交流電流檢測電路使用CSM300LT閉環式電流傳感器，如圖 6.CSM300LT是應用霍爾效應閉環原理的電流傳感器，在電隔離條件 下測量交流電流。當交流電通過傳感器時，傳感器將電流信號轉換成 電壓信號送給信號調理電路，經處理后輸入到DSP芯片的管腳。調理+15V-13V電路由RC濾波電

7、路和二組集成運放隔離電路組成。+15V圖6交流電流檢測電路 4、輔助電源逆變器的控制電路、信號采集電路及開關管驅動電路等需要不同的適應電源，因此需要一個獨立的電源為其供電。 所設計輔助電源輸出的 電壓分別為+ 15V 15V、+ 5V三種，采用單端反激式 DC/DC拓撲 結構，運行穩定、可靠，輔助電源電路的基本電路如圖7所示。圖7單端反激式輔助電源5、有源濾波有源濾波采用二階帶通濾波器，它是由運算放大器和阻容元件組成的 一種選頻網絡，用來濾除逆變過程中產生的高次諧波， 其原理是通過 設置電路參數允許某一個通頻帶范圍內的信號通過，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號均加以衰減或抑制，如圖8.www. u icom圖8二階帶通濾波器通帶塢益_RA+Rfup R.RiCB小 1B=<ReRsRi品質因齣6結束語光伏發電作為新能源開發利用的重要