2.2.1 DC/DC變換器控制方案
DC/DC變換器的控制框圖如圖3所示。控制電路是以集成電路SG3525為核心,由SG3525輸出的兩路50kHz的驅(qū)動(dòng)信號(hào),經(jīng)門極驅(qū)動(dòng)電路加在推挽電路開關(guān)管Q1和Q2的門極上。為保持DC/DC變換器輸出電壓的穩(wěn)定,將檢測(cè)到的輸出電壓與指令電壓進(jìn)行比較,該誤差電壓經(jīng)PI調(diào)節(jié)器后控制SG3525輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比。該控制電路還具有限制輸出過流過壓的保護(hù)功能。當(dāng)檢測(cè)到DC/DC變換器輸出電流過大時(shí),SG3525將減小門極脈沖的寬度,降低輸出電壓,進(jìn)而降低了輸出電流。當(dāng)輸出電壓過高時(shí),會(huì)停止DC/DC變換器的工作。由于推挽式電路容易因直流偏磁導(dǎo)致變壓器飽和,因此,推挽式電路的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于如何防止變壓器的磁飽和。在本電路中,除了注意電路的對(duì)稱性之外,還設(shè)計(jì)了磁飽和檢測(cè)電路,當(dāng)流經(jīng)推挽電路的兩個(gè)支路電流失衡時(shí),就會(huì)啟動(dòng)SG3525的軟啟動(dòng)功能,使DC/DC變換器重新啟動(dòng),變壓器得以復(fù)位。
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圖3 DC/DC變換器的控制框圖
偏磁檢測(cè)電路如圖4所示。圖中只畫出了磁環(huán)的副邊。原邊兩個(gè)線圈接在主電路的變壓器原邊的兩個(gè)繞組上,流過兩個(gè)線圈中的電流方向要相反。當(dāng)變壓器發(fā)生偏磁時(shí),某一方向的電流異常大,通過電流互感器檢測(cè),可在互感器的輸出電阻R1上產(chǎn)生一個(gè)電壓,如果該電壓足夠大,可以使穩(wěn)壓二極管D5導(dǎo)通,在電位器上產(chǎn)生壓降,將電位器的值調(diào)到合適的阻值,使電位器上的壓降大于三極管的門限電壓,使三極管導(dǎo)通,接在芯片SG3525的腳8與地之間的電容放電,然后SG3525中的恒流源對(duì)它充電,SG3525重新啟動(dòng),從而使變壓器磁心復(fù)位。
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圖4 偏磁檢測(cè)電路
2.2.2 DC/AC逆變器控制方案
DC/AC逆變器是光伏并網(wǎng)的重點(diǎn)和難點(diǎn),因此以下將著重闡述該部分。DC/AC逆變器控制框圖如圖5所示。核心控制芯片采用了TI公司的TMS320F240。盡管單片機(jī)也能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的脈寬調(diào)制,但是DSP實(shí)時(shí)處理能力更強(qiáng)大,因此可以保證系統(tǒng)有更高的開關(guān)工作頻率。從圖5可以清楚看出系統(tǒng)輸入和輸出信號(hào)的情況。
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圖5 DC/AC逆變器的控制框圖
2.3 輸出功率優(yōu)化控制方案
在靜態(tài)情況下,當(dāng)并網(wǎng)逆變器與太陽能電池相連時(shí),并網(wǎng)逆變器可等效為太陽能電池的負(fù)載電阻。當(dāng)光強(qiáng)λ和溫度T變化時(shí),太陽能電池輸出的端電壓將會(huì)隨之發(fā)生變化。為了有效地利用太陽能,應(yīng)使太陽能電池的輸出始終處于適當(dāng)?shù)墓ぷ鼽c(diǎn)。因此,控制方案要求當(dāng)太陽能電池的電壓升高時(shí),可以增大它的輸出功率;反之就降低它的輸出功率。
DSP的控制方案如圖6所示,參考電壓和太陽能電池的實(shí)際電壓相比較后,其誤差經(jīng)過PI調(diào)節(jié),將得到的電流指令(直流量)IREF與ROM里的正弦表值相乘,就得到交變的輸出電流指令iref,再將它與實(shí)際的輸出電流值比較后,其誤差經(jīng)過比例(P)環(huán)節(jié),將所得到的指令取反,與采集到的交流側(cè)電壓Us相加后,所得到的波形再與三角波比較,就產(chǎn)生4路PWM調(diào)制信號(hào)(三角波的頻率為20kHz)。
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圖6 DSP的控制方案
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