專利名稱：Dsp 數(shù)字控制光伏發(fā)電逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電逆變器，具體是一種DSP數(shù)字控制光伏發(fā)電逆變器。
背景技術(shù)：
目前，光伏發(fā)電作為一種新的電能生產(chǎn)方式，以其無污染、無噪音、維護(hù)簡單等特點(diǎn)，而具有廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理是光伏陣列首先將接收到的太陽輻射能量通過DC/DC、升壓變換器、逆變器等部分轉(zhuǎn)換成電能供給負(fù)載，并將多余的能量通過蓄電池存儲起來。在日照不足時，儲存在蓄電池中的能量經(jīng)過升壓變換器、逆變器后產(chǎn)生交流正弦電壓供給交流負(fù)載，其中逆變器是整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心。傳統(tǒng)光伏發(fā)電逆變器一般有推挽逆 變電路，半橋逆變電路，功率晶體管共地邊接，驅(qū)動及控制電路簡單，另外，電路中采用的電容元件比較多，而電容內(nèi)部溫度是影響其壽命的主要因素。其存在的問題是光伏電池陣列的輸出具有非線性特征，受光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度和負(fù)載等多種因素影響，會對逆變器造成很大影響。造成光伏發(fā)電系統(tǒng)初期投資大，壽命短，成本高，光電轉(zhuǎn)換效率低等。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在解決現(xiàn)有光伏發(fā)電逆變器存在的上述問題，而提供一種基于全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的DSP數(shù)字控制光伏發(fā)電逆變器。本實(shí)用新型解決所述問題采用的技術(shù)方案是一種DSP數(shù)字控制光伏發(fā)電逆變器，包括逆變器、低通濾波器，它還包括采樣調(diào)理電路、驅(qū)動保護(hù)電路、數(shù)字控制器，所述逆變器為全橋逆變器，所述低通濾波器有兩路輸出，一路輸出至負(fù)載，另一路輸出至采樣調(diào)理電路，所述采樣調(diào)理電路有兩路輸出，一路輸出至數(shù)字控制器，另一路輸出至驅(qū)動保護(hù)電路，所述數(shù)字控制器的信號輸出接口通過該驅(qū)動保護(hù)電路與全橋逆變器連接。更進(jìn)一步所述采樣調(diào)理電路中，對電壓量的采樣選用電壓傳感器LV28-P，對電流量的采樣選用霍爾電流傳感器HNC-100LA。所述驅(qū)動保護(hù)電路采用光耦芯片HCPL3120A進(jìn)行隔離，能夠直接實(shí)現(xiàn)隔離驅(qū)動。所述數(shù)字控制器為數(shù)字信號處理器TMS320F282。所述數(shù)字控制器加裝有基于ARM7TDMI體系架構(gòu)的LPC2214處理器。本實(shí)用新型通過采樣電路采樣輸出電壓、電流信號，并通過調(diào)理電路將采樣信號調(diào)理至數(shù)字控制器的電平幅值范圍內(nèi)。系統(tǒng)一旦出現(xiàn)過載或過流的情況，就會產(chǎn)生保護(hù)信號，關(guān)閉四路開關(guān)管的驅(qū)動輸出。數(shù)字控制器主要負(fù)責(zé)運(yùn)算處理環(huán)節(jié)，運(yùn)用合適的算法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制策略，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號經(jīng)過驅(qū)動電路，控制全橋電路的開關(guān)管，從而實(shí)現(xiàn)整個逆變的閉環(huán)控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果具有優(yōu)良的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能，更高的輸出功率，更高的輸出效率。系統(tǒng)可以通過人機(jī)交互界面，實(shí)時地反應(yīng)逆變器的運(yùn)行信息、光伏發(fā)電系統(tǒng)的環(huán)境情況，并能對逆變器運(yùn)行時出現(xiàn)的故障進(jìn)行記錄。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例系統(tǒng)總體框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明詳見圖1，一種DSP數(shù)字控制光伏發(fā)電逆變器，由逆變器部分和逆變器的擴(kuò)展功能兩部分構(gòu)成。逆變器部分由全橋逆變器、低通濾波器，采樣調(diào)理電路、驅(qū)動電路、保護(hù)電路和數(shù)字控制器組成，低通濾波器有兩路輸出，一路輸出至負(fù)載，另一路輸出至采樣調(diào)理電路，采樣調(diào)理電路有兩路輸出，一路輸出至數(shù)字控制器，另一路輸出至驅(qū)動保護(hù)電路，數(shù)字控制器為數(shù)字信號處理器TMS320F282，其信號輸出接口通過驅(qū)動電路與全橋逆變器連接。在采樣調(diào)理電路中，電壓量的采樣選用電壓傳感器LV28-P，電流量的采樣選用霍爾電流傳感器HNC-100LA ;在驅(qū)動保護(hù)電路中，采用光耦芯片HCPL3120A進(jìn)行隔離，能夠直接實(shí)現(xiàn)隔離驅(qū)動。逆變器部分的工作過程是輸入的直流電壓經(jīng)過全橋逆變器后成為高頻矩形脈沖形式的交流電壓，再經(jīng)過低通濾波器，輸出濾波為光滑的標(biāo)準(zhǔn)50Hz正弦交流電。同時數(shù)字控制部分通過采樣電路采樣輸出電壓、電流信號，運(yùn)用雙閉環(huán)PID控制算法，產(chǎn)生相應(yīng)的四路驅(qū)動控制信號，通過驅(qū)動電路隔離放大后，控制全橋電路的開關(guān)管，實(shí)現(xiàn)逆變器的閉環(huán)控制。逆變器擴(kuò)展功能部分主要包括逆變器環(huán)境的光照強(qiáng)度和溫/濕度檢測、與數(shù)字信號處理器TMS320F282的UART通信、人機(jī)交互界面、RTC功能、故障存儲功能、通信擴(kuò)展功能，基于ARM7TDMI體系架構(gòu)的LPC2214處理器是擴(kuò)展功能部分的主控制器。TMS320F282通過串行通信接口 SCI與LPC2214的串行通信接口 UARTO進(jìn)行信息交互，將逆變器運(yùn)行過程中采樣的各參數(shù)通過串口向LPC2214發(fā)送。LPC2214根據(jù)接收到的逆變器運(yùn)行參數(shù)，通過適當(dāng)?shù)乃惴ㄌ幚?，將相?yīng)的電流、電壓值通過IXD顯示，并對運(yùn)行的故障進(jìn)行實(shí)時記錄和存儲。通過相應(yīng)的傳感器對光伏系統(tǒng)工作環(huán)境的光照強(qiáng)度、溫/濕度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。系統(tǒng)還可以通過串口與上位機(jī)進(jìn)行通信，可以根據(jù)需要擴(kuò)展系統(tǒng)的無線通信功能。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求1.一種DSP數(shù)字控制光伏發(fā)電逆變器，包括逆變器、低通濾波器，其特征在于，它還包括采樣調(diào)理電路、驅(qū)動保護(hù)電路、數(shù)字控制器，所述逆變器為全橋逆變器，所述低通濾波器有兩路輸出，一路輸出至負(fù)載，另一路輸出至采樣調(diào)理電路，所述采樣調(diào)理電路有兩路輸出，一路輸出至數(shù)字控制器，另一路輸出至驅(qū)動保護(hù)電路，所述數(shù)字控制器的信號輸出接口通過該驅(qū)動保護(hù)電路與全橋逆變器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的DSP數(shù)字控制光伏發(fā)電逆變器，其特征在于，所述采樣調(diào)理電路中，對電壓量的采樣選用電壓傳感器LV28-P，對電流量的采樣選用霍爾電流傳感器HNC-IOOLA。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的DSP數(shù)字控制光伏發(fā)電逆變器，其特征在于，所述驅(qū)動保護(hù)電路采用光耦芯片HCPL3120A進(jìn)行隔離，能夠直接實(shí)現(xiàn)隔離驅(qū)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的DSP數(shù)字控制光伏發(fā)電逆變器，其特征在于，所述數(shù)字控制器為數(shù)字信號處理器TMS320F2812。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的DSP數(shù)字控制光伏發(fā)電逆變器，其特征在于，所述數(shù)字控制器加裝有基于ARMHDMI體系架構(gòu)的LPC2214處理器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電逆變器，具體是一種DSP數(shù)字控制光伏發(fā)電逆變器。包括逆變器、低通濾波器，它還包括采樣調(diào)理電路、驅(qū)動保護(hù)電路、數(shù)字控制器，所述逆變器為全橋逆變器，所述低通濾波器有兩路輸出，一路輸出至負(fù)載，另一路輸出至采樣調(diào)理電路，所述采樣調(diào)理電路有兩路輸出，一路輸出至數(shù)字控制器，另一路輸出至驅(qū)動保護(hù)電路，所述數(shù)字控制器的信號輸出接口通過該驅(qū)動保護(hù)電路與全橋逆變器連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了整個逆變的閉環(huán)控制，具有優(yōu)良的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能，更高的輸出功率，更高的輸出效率。系統(tǒng)還可以通過人機(jī)交互界面，實(shí)時地反應(yīng)逆變器的運(yùn)行信息、光伏發(fā)電系統(tǒng)的環(huán)境情況，并能對逆變器運(yùn)行時出現(xiàn)的故障進(jìn)行記錄。
文檔編號H02H7/122GK202513555SQ20122015915
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者張彪, 李國洪, 楊海亮, 熊希森, 王小丹, 王沛昕 申請人:唐山電動車研發(fā)與檢測有限公司