基于DSP技術的5kW離網(wǎng)型光伏逆變器設計
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2．1 輸入濾波電路的設計
輸入濾波電路是由濾波電容組成，用來減小輸入端電壓的脈動，假設變換器傳輸最大功率為Pmax，由輸入輸出功率相等可得出一個周期內(nèi)輸入濾波電容所提供的能量約為
式中，η為變換器的效率，fr為IGBT開關器件的工作頻率。將Pmax=5kW，η=0．95，fr=18kHz代入上式可得Win≈0．2924J，每半個周期輸入濾波電容所提供的能量為：
式中，Vinmin為最小輸入直流電壓；△Vinmin一般取1％Vinmin，本設計中Vinmin=38．4V，代入式中可得到C=4960 μF，濾波電容選用鋁電解電容，為減小電容的等效串聯(lián)電阻，選用5個1000 μF電解電容并聯(lián)實現(xiàn)，電解電容的高頻特性不好，設計中在每一個電解電容旁并聯(lián)6 μF的CBB高頻電容加以改善。
2．2 Boost電路
Boost電路如圖4所示，其中Q為全控型的功率器件IGBT，Boost電路是一種輸出電壓等于或高于輸入電壓的非隔離直流變換電路，當光伏控制器的輸入電壓在允許范圍波動時，通過控制功率開關器件Q的導通比D，使輸出電壓保持穩(wěn)定。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/150732.htm
根據(jù)Boost電路中電感電流是否連續(xù)可以分為電感電流連續(xù)、電感電流斷續(xù)和電感電流臨界連續(xù)三種工作模式。當工作于臨界工作模式時，電感的取值滿足式(3)。
當輸出功率等于5kW時，計算得L=20 μH，當工作在電感電流連續(xù)模式下時，輸出電壓紋波較小，電容充放電電流的變化率也較小，具有很好的電能輸出質(zhì)量，本設計中選取P=100W時所對應的臨界電感值L=1mH。
電感電流連續(xù)模式下，需要的電容值為：
要想獲得輸出為220VAC的正弦波，考慮到SPWM調(diào)制技術的最大利用率0．866和調(diào)制度，以及IGBT管的導通范圍，Boost變換器需要將直流電壓升到420V，紋波電壓為直流電壓的5‰，即為2．1V，占空比D選取最大值0．9，代入式(4)求得電容值為1033 μF，考慮到一定裕量，選取3個并聯(lián)的470 μF的電解電容。
2．3 單相全橋逆變電路
本文中單相全橋逆變電路的驅(qū)動波形是通過調(diào)制法得到的，信號波和載波的產(chǎn)生以及調(diào)制都是通過DSP2812實現(xiàn)的。SPWM有三種調(diào)制方式：同步調(diào)制、異步調(diào)制和分段同步調(diào)制，本設計輸出頻率是50Hz，頻率不是太低，所以采用同步調(diào)制方式。
2．4 LC低通濾波器
SPWM波中含有載波頻率的整數(shù)倍及其附近的諧波分量。為了獲得良好的輸出電壓波形，必須利用LC低通濾波器消除高次諧波。隨著載波比的升高，最低次諧波離基波越遠，也就更容易進行濾波，提高載波比將有效改善輸出電壓質(zhì)量，但載波比的提高受制于功率開關器件的開關速度以及開關損耗等因素，LC低通濾波器的選取主要考慮幾個方面的因素，噪聲、抑制能力、輸出阻抗、逆變電流應力。
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