針對單路并網(wǎng)微型逆變器穩(wěn)定性差功率不足的問題,本文展開對大功率高穩(wěn)定性微型逆變器的研究,設(shè)計(jì)出一款基于MC56F84766型DSP為控制核心的單極式雙路交錯反激并網(wǎng)微型逆變器。此逆變器采用反激電路做為主要的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),配合MOS管和晶閘管組成的極性反轉(zhuǎn)橋拓?fù)?實(shí)現(xiàn)DC-DC、DC-AC的轉(zhuǎn)換,最后將轉(zhuǎn)換的交流電并入電網(wǎng)。本文采用變壓器隔離的方式,將整個微型逆變器系統(tǒng)分為原邊部分和副邊部分。兩部分通過光耦通信相互合作,提高了微型逆變器的安全性和可靠性,降低了微型逆變器的運(yùn)營和維護(hù)成本。在硬件方面,設(shè)計(jì)出各電路模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),給出主要元器件的參數(shù)選型。在軟件方面,本文采用BCM（臨界電流模式）/DCM（斷續(xù)電流模式）雙模式控制的峰值電流調(diào)制策略,提出一種改進(jìn)的無電流檢測MPPT算法,提高了微型逆變器的工作效率。此外,針對逆變器無法快速鎖相、信息交互緩慢和孤島現(xiàn)象,本文分別提出了d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的鎖相算法、電力線載波通信算法以及反孤島策略算法,實(shí)現(xiàn)了微型逆變器快速并網(wǎng)、實(shí)時通信和安全離網(wǎng)。最后通過在實(shí)驗(yàn)室搭建的平臺,測得樣機(jī)的實(shí)際輸出功率為560W,樣機(jī)的總諧波值為2.123%,輸出效率值... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

BCM模式下開關(guān)漏極與源極間電壓波形(橫軸為相位角，縱軸為幅值)

中北大學(xué)學(xué)位論文22圖2-9DCM模式下開關(guān)漏極與源極間電壓波形(橫軸為相位角，縱軸為幅值)Figure2-9VoltagewaveformbetweentheswitchdrainandsourceinDCMmode(Thehorizontalaxisisthephaseangle,andtheverticalaxisistheamplitude)2.4一種改進(jìn)型無電流MPPT算法MPPT就是通過計(jì)算產(chǎn)生最大的直流電，并使光伏系統(tǒng)的利用率實(shí)現(xiàn)最大化[27,28]。為了得到光伏組件的最大功率跟蹤點(diǎn),本文改良了傳統(tǒng)的電壓電流采樣算法，提出一種新型的最大功率跟蹤的改進(jìn)算法，以此在降低了硬件成本的同時提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。要實(shí)現(xiàn)此種算法并成功實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤，首先需要采集光伏板輸出的電壓值，接著計(jì)算得出解耦電容值以及變壓器激磁電感電流值，并利用能量守恒得到光伏板流出的電流值，由于計(jì)算電流值的公式中包含可以調(diào)節(jié)輸出的占空比，所以最后光伏組件的輸出在經(jīng)過計(jì)算得出后通過調(diào)制占空比來調(diào)控實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤[29]。本文提出的MPPT算法只在具備了本質(zhì)電流源結(jié)構(gòu)的拓?fù)渲羞m用，而反激式逆變器在BCM和DCM模式下時，具有這樣的特性，所以可以通過電流開環(huán)控制來計(jì)算最大功率。光伏板流出的電流可通過下列公式得出：)()()1()(22111kktUULfICfIIkkUUonNkthcpgNkccingpcpv(2-40)其中g(shù)f和2ont分別為電網(wǎng)頻率和開關(guān)導(dǎo)通時間；kU)(c和kU)1(c分別是解耦電容端電壓在開關(guān)周期為第k和k1時的值；N為原邊主開關(guān)管S1在頻率為100HZ時的通斷次數(shù)。實(shí)現(xiàn)過程具體如下所示：光伏板流出的瞬時直流電的值pvi可通過電容瞬時電流值ci

中北大學(xué)學(xué)位論文31此外，該CPU芯片還具備了MCU的邏輯控制能力，可快速的收發(fā)指令，并將指令精確穩(wěn)定處理后發(fā)出。在除了有特殊功能如電源、復(fù)位引腳外，其他引腳功能皆可以根據(jù)需求隨意更改，極大提高了芯片的靈活性�；诖颂厥庑�，它采用的88引腳的LQFP封裝，在保持靈活性的同時也為PCB布局節(jié)省了很大的空間。芯片引腳原理圖如圖3-3所示。圖3-3MC56F84766引腳圖Figure3-3MC56F84766pinout副邊CPU基于是在交流側(cè)部分，所以需要采集并網(wǎng)輸出側(cè)的交流信號，利用鎖相功能鎖定電網(wǎng)的頻率和相位，接著通過通信芯片將數(shù)據(jù)傳給原邊CPU，使原邊芯片分析處理后發(fā)出合理的PWM波指導(dǎo)逆變器進(jìn)行逆變并網(wǎng)工作。同時，我們需要在逆變器外部實(shí)時監(jiān)測其運(yùn)行狀況，所以副邊芯片也要時刻與外部通信芯片保持通信。此外，過流保護(hù)等保護(hù)類型的電路也是必不可少的，副邊芯片需要實(shí)時接收其信號，保障逆變器正常運(yùn)行。從上述對副邊所負(fù)責(zé)的功能來看，由飛思卡爾公司生產(chǎn)的型號為MK10DX65的CPU最為合適。此芯片具備了高達(dá)50MHzARMCortex-M4的內(nèi)核，擁有了極高的處理

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本文編號：3145804