基于TMS320F2802的实施并网微型太阳能逆变器设计

3.1.3 保护
系统具有一些基本保护功能。
1、一次侧冲击电流保护。当短路或者主电感引起冲击电流时，PWM首选会进入CBC模式；但是，当CBC三次以上时，系统关闭并进入故障模式。
2、二次侧过电压保护。当SCR未正常开启时，出现二次侧超高压。系统关闭，并进入故障模式。
3、输出过电流保护。当输出电流量超出阈值时，出现输出过电流。系统关闭，并进入故障模式。
4、电网电压/频率过高/过低保护。如果系统已经开启，当电网电压/频率超出正常范围时，系统在五个电网周期内关闭。
5、反孤岛抑制保护。如果达到孤岛条件，则系统在4秒内关闭。如果恢复至正常状态，则系统在1秒内重新启动。
6、过温保护

3.1.4 入网转换器控制器
为了向电网输电，必须在系统中实现下列控制器算法：
1、锁相环（PLL）控制器。PLL控制器用于与电网电压同步，其可向电流控制器提供一个基准相。
2、入网电流控制器。电流控制器可确保输出电流为正弦波，并遵循电流基准，从而平衡输入功率和输出功率。
3、最大功率点追踪（MPPT）。MPPT用于让太阳能板进入最大功率输出状态。

3.2 固件结构
3.2.1 后台与任务
整个固件系统为一个前向后台系统。图15显示了该后台结构。

图15后台结构

本系统中，有一个1ms任务和四个4ms任务。
1、1ms任务A0。1ms定期任务。在这种任务中，LED控制执行。除此以外，PLL控制器也位于该任务中。
2、4ms任务A1。A1 4ms定期任务。状态机处理器。
3、4ms任务A2。A2 4ms定期任务。所有测量均在该任务中计算。
4、4ms任务A3。A3 4ms定期任务。用户键检测便在这里，同时检测超出或者未达到运行状态范围，并发出故障指令。
5、4ms任务A4。A4 4ms定期任务。MPPT控制器与调试支持。

3.2.2 系统状态机

图16状态机

图16显示了任务A1中处理的状态机。不同状态代表不同的运行模式。
本系统中共有4种状态模式：
上电
待机
开启
故障

上电模式是系统上电的一种过渡模式。在这种模式下，系统进行一些初始化，之后，系统便自动进入待机模式。

待机模式是系统等待开启指令的一种模式。所有PWM和SCR控制信号都关闭。在这种模式下，所有测量均有效。系统探测外部状态，并检查系统是否可以开启。
当系统成功地从待机模式启动以后，系统进入开启模式。这种模式下，所有PWM和SCR控制信号均开启。系统开始向电网输电。

如果出现故障，系统进入故障模式，所有PWM和SCR控制信号均关闭。如果故障清除，则系统自动返回待机模式。

3.2.3 中断服务程序
本系统的中断服务程序（ISR）具有如下功能：
读取ADC结果和部分测量计算。
入网电流控制器
SCR开/关控制
紧急保护。一次侧冲击电流、二次侧过电压和输出电流保护。
调试支持。把调试数据记录到缓冲器。

图17 ISR流程图