基于單片機的光伏正弦波逆變電源

3 串行通信

為了增強系統(tǒng)適應不同環(huán)境的能力，有必要對系統(tǒng)進行監(jiān)控監(jiān)測及對參數(shù)進行修改調(diào)節(jié)，本系統(tǒng)采用串行通信技術同外界鍵盤監(jiān)控系統(tǒng)進行通信。程序上采用查詢方式，周期性地向外界發(fā)送檢測的數(shù)據(jù)，檢測的數(shù)據(jù)包括太陽電池電壓、充電電流、蓄電池電壓、直流側(cè)電流、輸出電壓、輸出電流、散熱器溫度等，當發(fā)生故障時優(yōu)先發(fā)送故障信號，當需要修改參數(shù)時就接收數(shù)據(jù)并修改相應參數(shù)，并使用校驗和校驗的方法檢驗數(shù)據(jù)通信的準確性。硬件采用MAXIM公司的MAX485作為接口芯片使其工作于半雙工模式，同時本系統(tǒng)采用光耦隔離的辦法以增強系統(tǒng)抗干擾能力，提高可靠性。

4 系統(tǒng)的軟件設計

本系統(tǒng)軟件采用模塊化設計，包括初始化模塊、保護模塊、調(diào)節(jié)器模塊、通信模塊、中斷程序模塊等，除中斷模塊外其余模塊都放在主程序中進行，主程序框圖見圖4。

圖4 主程序流程圖

初始化模塊主要完成系統(tǒng)的初始化、各變量單元、各寄存器單元賦初值。

保護模塊根據(jù)電壓電流采樣值進行故障判斷，并在故障發(fā)生時封鎖PWM的輸出。保護包括蓄電池欠壓、蓄電池過壓、系統(tǒng)過載、過熱保護等，其中蓄電池欠壓、過壓保護能夠?qū)崿F(xiàn)自恢復，即在檢測到蓄電池電壓又恢復正常時，系統(tǒng)重新軟啟動并恢復正常工作。過流保護由于需要快速反應故采用硬件保護，當過流發(fā)生時就立即封鎖全部PWM輸出，也立即封鎖全部驅(qū)動電路，只有重新復位時才能恢復工作，軟件可判斷出是否發(fā)生過流保護。

調(diào)節(jié)器模塊完成對系統(tǒng)輸出電壓穩(wěn)壓的PI調(diào)節(jié)，使輸出電壓穩(wěn)定在220V，同時軟啟動也放在其中。其入口參數(shù)為軟啟動輸出，出口參數(shù)M送到中斷模塊中參與PWM脈寬的計算。通過實時調(diào)節(jié)該參數(shù)的值就能改變脈寬值從而使輸出跟隨給定。

中斷程序模塊完成SPWM波形的發(fā)出、交流電壓、交流電流參數(shù)的采樣。中斷的入口參數(shù)為PI調(diào)節(jié)器的輸出參數(shù)M，該參數(shù)參與脈寬的計算即PVALX(H:L)值的計算，從而改變了占空比也即調(diào)節(jié)了輸出電壓。按照SPWM的規(guī)則2采樣的方法，結(jié)合初始化中對PWMMC的設定得脈寬的實時計算公式為

正半周期：

PVALX(H:L)=PMOD(H:L)/2＋M×SIN(PTR)

負半周期：

PVALX(H:L)=PMOD(H:L)/2－M×SIN(PTR)

其中PTR為正弦表指針，SIN(PTR)為對應PTR指針的正弦值。