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基于DSP技术的5kW离网型光伏逆变器设计

作者: 时间:2011-05-20 来源:网络 收藏

2.1 输入滤波电路的
输入滤波电路是由滤波电容组成,用来减小输入端电压的脉动,假设变换器传输最大功率为Pmax,由输入输出功率相等可得出一个周期内输入滤波电容所提供的能量约为
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式中,η为变换器的效率,fr为IGBT开关器件的工作频率。将Pmax=,η=0.95,fr=18kHz代入上式可得Win≈0.2924J,每半个周期输入滤波电容所提供的能量为:
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式中,Vinmin为最小输入直流电压;△Vinmin一般取1%Vinmin,本中Vinmin=38.4V,代入式中可得到C=4960 μF,滤波电容选用铝电解电容,为减小电容的等效串联电阻,选用5个1000 μF电解电容并联实现,电解电容的高频特性不好,中在每一个电解电容旁并联6 μF的CBB高频电容加以改善。
2.2 Boost电路
Boost电路如图4所示,其中Q为全控型的功率器件IGBT,Boost电路是一种输出电压等于或高于输入电压的非隔离直流变换电路,当光伏控制器的输入电压在允许范围波动时,通过控制功率开关器件Q的导通比D,使输出电压保持稳定。

本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/150732.htm

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根据Boost电路中电感电流是否连续可以分为电感电流连续、电感电流断续和电感电流临界连续三种工作模式。当工作于临界工作模式时,电感的取值满足式(3)。
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当输出功率等于时,计算得L=20 μH,当工作在电感电流连续模式下时,输出电压纹波较小,电容充放电电流的变化率也较小,具有很好的电能输出质量,本设计中选取P=100W时所对应的临界电感值L=1mH。
电感电流连续模式下,需要的电容值为:
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要想获得输出为220VAC的正弦波,考虑到SPWM调制的最大利用率0.866和调制度,以及IGBT管的导通范围,Boost变换器需要将直流电压升到420V,纹波电压为直流电压的5‰,即为2.1V,占空比D选取最大值0.9,代入式(4)求得电容值为1033 μF,考虑到一定裕量,选取3个并联的470 μF的电解电容。
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2812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。



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