基于TMS320F2802的实施并网微型太阳能逆变器设计

图 11 有源钳位反激的开环仿真模型

（红色波形为VGS，绿色波形为VDS）

图 12 Q1的VDS和VGS仿真波形

图12显示了漏极到源极电压降至零以后门驱动的电压上升，因此Q1实现ZVS得到了证实。另外，VDS的电压尖峰被箝至Vin+NVout，其意味着一次侧实现了有源钳位。

图 13 仿真输出电压波形

2.4 隔离式MOSFET桥驱动电路设计
为了实现一次侧到二次侧的完全隔离，除辅助电源隔离以外，还要求使用A/D采样和驱动电路隔离。

由于MCU放置于二次侧中，而主开关MOSFET位于一次侧，因此我们必须把二次侧控制信号传输至一次侧，以对MOSFET进行控制。

为了把控制信号从二次侧传输至一次侧，可选择高速数字隔离器加高低端驱动器芯片。图14显示了这种隔离式MOSFET高低端驱动器的原理图。

图 14 隔离式高低端驱动器的原理图

在本应用中，隔离式MOSFET拥有许多特点，其包括：
结构简单，易于实现
+600V全工作范围
4kV ESD保护
自举工作

另外，请注意高速数字隔离器的初始状态；否则，它会损坏主开关MOSFET。

表 1 高速数字隔离器功能表

（PU=上电；PD=掉电；X=无关；H=高电平；L=低电平）
3、固件设计
3.1 固件规范
3.1.1 功能规范
系统固件包括如下功能：
1、开/关。用户可通过按下开/关按钮开启或者关闭系统。软件设置必须启用这种功能。
2、自动开/关。如果需要开启状态，则系统会自动开启。当状态不适合向电网输电时，系统保持待机模式，并监控状态变化。如果系统已经开启，则当状态不适合供电时系统自动关闭。
3、 软件启动开启。当系统必须开启时，其从零电流供给状态启动，同时PWM在零交叉点开启，从而减少给电网带来的冲击电流。
4、LED控制。系统拥有一个状态LED指示。当系统处在待机模式下时，相应LED每1.2秒闪烁一次。当系统开启时，LED每隔2.4秒闪烁一次。当出现故障时，LED持续亮起。
5、用户控制键。逆变器具有一个用户键。该用户键可开启或者关闭逆变器，并且还可以清除故障。当系统处在待机模式下时，如果该键被按下1秒以上，则如果条件符合系统便开启。如果系统已经开启，则当该键被按下1秒以上时，系统关闭。当出现故障且系统处在故障模式下时，按下该用户键1秒以上，可清除故障并再次进入待机模式。

3.1.2 测量
为了控制和监测系统状态，需计算下列测量结果：
电网电压RMS
电网频率
逆变器的输出有效功率
输入功率
输入PV电压
温度