基于S3C2410的光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置
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式中：n=1，2，…，360為采樣點(diǎn)數(shù)。
由上式計算出的SPWM脈寬表是一個有窄到寬，再到到窄的360個值的正弦表，將其存入控制器的內(nèi)存中以供調(diào)用。
2．2 同頻、同相的控制方法與參數(shù)計算
(1)同頻控制方法。本系統(tǒng)是將參考電壓轉(zhuǎn)換成方波，設(shè)置外部中斷EINT3為上升沿觸發(fā)，通過連續(xù)2次中斷獲得參考電壓的頻率值，并設(shè)置SPWM波的頻率。把A／D口采集的電壓值與最大額定功率的電壓值比較。如果較小，就增大占空比系數(shù)；如果較大，就減小比例系數(shù)，從而調(diào)節(jié)SPWM波的占空比來實(shí)現(xiàn)增大或減小輸出電壓值，實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤。為了使功率電路小型化，減小失真并保持較高的變換效率，該頻率必須足夠高，綜合考慮為使性能達(dá)更好，采樣點(diǎn)數(shù)取360個。
(2)同相的控制方法。將反饋的電流值轉(zhuǎn)換成電壓值，經(jīng)過過零比較器形成方波，單片機(jī)設(shè)為在電壓上升沿出發(fā)，在反饋電壓的上升沿觸發(fā)外部中斷，定時計數(shù)器開始計數(shù)；同樣將參考電壓經(jīng)過過零比較器形成方波，在參考電壓方波的上升沿停止計數(shù)，得到兩電壓相位差值，通過逐步調(diào)整差值，實(shí)現(xiàn)同相位跟蹤。
2．3 提高效率的方法
(1)選擇驅(qū)動功耗低的開關(guān)元件，使用開關(guān)電路，舍棄線性電路，并使上升沿和下降沿盡可能陡，減少供電消耗，從而提高系統(tǒng)的效率。
(2)增加采樣點(diǎn)個數(shù)，產(chǎn)生較高開關(guān)頻率，使場效應(yīng)管快速導(dǎo)通、關(guān)斷，減少功耗，從而提高系統(tǒng)的效率。
(3)用控制器實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在許多控制器都具有產(chǎn)生SPWM波的功能，采用控制器可使電路簡單可靠，而且還方便對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控、顯示和處理，使整個系統(tǒng)的設(shè)計非常方便。采用SPWM技術(shù)控制正弦波的產(chǎn)生，輸出波形失真度小，提高了電路的效率。
2．4 濾波參數(shù)計算
本設(shè)計的濾波器采用2個LC濾波器并聯(lián)。
開關(guān)頻率：fsw，轉(zhuǎn)折頻率
，當(dāng)濾波器輸出的諧波頻率為轉(zhuǎn)折頻率的100倍時，諧波電壓被衰減到原來的0．01％，更高的諧波電壓可忽略不計。電容與電感關(guān)系：
。3 硬件電路設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
硬件電路由以下幾部實(shí)現(xiàn)。
3．1 DC-AC主回路與器件選擇
(1)DC-AC主回路如圖3所示。逆變主電路主要由全橋逆變電路、濾波器、高頻升壓變壓器及LC濾波電路構(gòu)成。功率MOSFET管G1，G2，G3，G4構(gòu)成全橋逆變，用于控制每個開關(guān)周期傳遞到變壓器次級的直流能量。由于逆變電路的橋式結(jié)構(gòu)，使逆變器具有了泄放通道，降低了功率MOSFET管的電壓能力；高頻升壓變壓器具有電氣隔離、調(diào)整電壓比和儲能的作用，把電壓提高到系統(tǒng)需要的電壓等級；兩個LC濾波器并聯(lián)可濾除逆變輸出SPWM波中的高次諧波分量，使輸出波形正弦化，起到抑制電磁干擾的作用。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/187428.htm
(2)開關(guān)元件的選擇。設(shè)計采用的MOSFET管，是一種只有多數(shù)載流子導(dǎo)電的單極型器件，由于不存在少數(shù)載流子積蓄效應(yīng)，開關(guān)速度快，而且它是一種絕緣柵器件，基本不需控制電流，因而驅(qū)動功率小，它也沒有二次擊穿現(xiàn)象，安全工作區(qū)寬，熱穩(wěn)定性好。
3．2 控制電路
控制電路主要實(shí)現(xiàn)控制逆變器的SPWM驅(qū)動信號和過流、欠過壓保護(hù)功能，ARM嵌入式系統(tǒng)中的S3C2410為其核心部件。S3C2410具有豐富的內(nèi)部設(shè)備的高性能、低功耗的8位微處理器。具有8路10位ADC轉(zhuǎn)換通道，4路PWM定時器通道。減少了所需元器件，提高了系統(tǒng)的集成度和可靠性，而且還方便對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控、顯示和處理，使整個系統(tǒng)的設(shè)計非常方便。由該控制器產(chǎn)生的SPWM波形質(zhì)量較好，頻率穩(wěn)定，滿足設(shè)計要求。ARM開發(fā)板中的S3C2410中的其中3個端口作為A／D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端，可實(shí)現(xiàn)A／D的轉(zhuǎn)換。
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