基于TMS320F2802的实施并网微型太阳能逆变器设计

　　2.3单相全桥逆变电路

　　本文中单相全桥逆变电路的驱动波形是通过调制法得到的，信号波和载波的产生以及调制都是通过DSP2812实现的。SPWM有三种调制方式：同步调制、异步调制和分段同步调制，本设计输出频率是50Hz，频率不是太低，所以采用同步调制方式。

　　2.4 LC低通滤波器

　　SPWM波中含有载波频率的整数倍及其附近的谐波分量。为了获得良好的输出电压波形，必须利用LC低通滤波器消除高次谐波。随着载波比的升高，最低次谐波离基波越远，也就更容易进行滤波，提高载波比将有效改善输出电压质量，但载波比的提高受制于功率开关器件的开关速度以及开关损耗等因素，LC低通滤波器的选取主要考虑几个方面的因素，噪声、抑制能力、输出阻抗、逆变电流应力。

　　设计中还要综合考虑滤波电路的体积、重量以及制作成本，通常截止频率选择在开关频率的1/10～1/20，本设计中选择系统开关频率为18kHz，逆变器输出交流电源频率为50Hz，初步确定截止频率为1kHz，滤波器中有两个待定的参数，即滤波电感和滤波电容。

　　LC低通滤波器的结构如图5所示，3、5kW离网型光伏逆变器的控制策略SPWM控制技术在逆变电路中的应用十分广泛，本文采用PID控制与闭环负反馈控制相结合的数字控制策略。

　　3.1控制脉冲的产生

　　本文采用TI公司的TMS320F2812为主控芯片，F2812共有两个事件管理器EVA和EVB，每个都可产生8路的脉冲输出，其中由全比较单元输出3对互补的信号，每对互补信号的延迟时间可由相应的死区定时器产生，事件管理器利用内部的定时器和比较单元产生相应的脉冲。文中通过EVA输出一对互补的SPWM脉冲信号和一路独立输出的PWM信号，分别控制Boost升压电路和逆变器电路。

　　3.2输出频率的计算

　　逆变器输出SPWM脉冲信号的频率是50Hz，SPWM波形每个正弦波周期输出的点数主要取决于目标输出正弦波的频率和SPWM脉冲波的载波频率。如SPWM的载波频率为18kHz，要输出的正弦波的频率分别为50Hz，所需要的正弦表的点数N为3.3闭环负反馈控制DSP2812实时检测输出输入的电压、电流值，反馈到DSP内部，经PI调节后，改变相关寄存器参数，控制驱动脉冲的波形，实现实时闭环控制，系统的控制框图如图6所示，系统采用二个闭环负反馈调节，根据反馈信号的不同，实时调节输出，使输出稳定。另外，当输出电流信号突然增大到超过最大允许电流时，关闭PWM输出，以保护逆变装置不受损害。

　　4、5kW离网型光伏逆变器软件设计

　　4.1 SPWM控制程序

　　本设计利用事件管理器的一个完全比较单元输出一对互补的PWM脉冲，时钟由通用定时器1提供，计数器的工作方式设置为连续增减方式。功率开关器件有一定关断延迟，当同一桥臂的上管关断时，下管不能马上开通，否则将会由于短路而击穿，使用DSP事件管理器的全比较单元中的死区控制器，在同一桥臂的开通与关断间插入一个死区时间，防止短路现象发生，保护功率器件。SPWM程序主要包括：对EV初始化、相关变量初始化、正弦表的产生和CMPR1的重载，前3个功能都是在主程序中完成。正弦表产生语句如下：

　　4.2 A/D转换中断

　　服务程序R>A/D转换的触发源设置为EV中的事件源触发，当AD单元接收到触发信号时，自动开始A/D转换，且将转换结果自动存入结果寄存器ADC-RESULT中，当转换结束信号到来时，进入ADCINT中断服务程序进行相应处理。在中断服务程序中首先读取转换结果，利用算术平均值滤波算法对转换结果进行数字滤波，按一定关系转换成相应的实际电压和电流，计算电流和电压的有效值，传递到主程序中进行判断和谐波分析并通过液晶显示出来，程序流程图如图8所示。