基于微網理念的光伏變流器系統(tǒng)設計
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
2 主電路器件選型
2．1 IGBT
功率器件直流側輸入最大電流為100 A，交流輸出按額定功率考慮，器件輸出相電流有效值為：
交流輸出2倍過載時電流為76 A。
系統(tǒng)所用開關管均選EUPEC FF200R12KE3G，200 A，1 200 V。
2．2 中間支撐電容
首先，對于700 V的直流電壓，中間直流濾波電容電壓值設計為900 V。其次，考慮到中間直流電容要能承受PWM整流器直流側工作時所帶來的紋波電流Ims。對于采用SVPWM算法的PWM整流器，其直流側紋波電流有效值約為相電流有效值的55％。穩(wěn)態(tài)時，紋波電壓Ums可以取額定值的2％，電容值應滿足下述關系：
式中，Ims為流過電容的紋波電流；Ia為A相電流有效值；Ums為電容上的紋波電壓；fs2為PWM整流器開關管開關頻率。
按照額定輸出功率25 kW設計，將數據Udc=700 V，Ia=38 A，fs2=6 kHz，帶入公式(2)得到C≥40 μF。
考慮PWM整流器工作時，電容在開關管導通期間放電，輸出能量，在開關管關斷期間充電，儲存能量。電容上電壓按照開關周期振蕩。所以，電容設計應滿足能量傳輸的要求，即在一個開關周期內，電容上儲存的能量的變化等于一個開關周期內傳輸的能量。
式中，P0為額定輸出功率。
按照額定輸出功率25 kW設計，將Udc=700 V，ε=1％，P0=25 kW，fs2=6 kHz帶入式(2)，得到C≥854 μF。為加強各個環(huán)節(jié)的解耦，降低控制難度，這里選擇900 V／2 000μF的電容。
2．3 直流升壓電感
直流輸入電壓范圍250～600 V，最大工作電流為100 A，工作頻率為10 kHz。當輸入電壓為350 V時，電流波形最差，設此時電流峰峰值為15 A(滿功率電流15％)，則有：
得知：L≥1．16 mH。選用兩個600μH／100 A電感串聯，該系統(tǒng)總共用4個。
提供15 A峰峰值電流對于太陽能電池陣列來說，影響較大，需在輸入側加濾波電容。對蓄電池電壓影響很小，但是考慮電磁兼容問題，也要在輸入側加上濾波電容。對在輸入電壓為350 V時，要求輸入開關周期內電壓跌落不超過2％，則：
可得：C=700 μF
因此選用1 000 μF／900 V的薄膜電容。
3 變流器控制電路設計
變流器控制電路是基于TMS320F2812型DSP設計的，由DSP、控制底板、電壓采集板和驅動板構成?？刂频装逄幚黼妷翰杉搴蛡鞲衅鬏敵龅碾娏餍盘?，并傳輸給DSP，DSP對輸入的數據進行A／D轉換。一方面按SVPWM算法計算控制脈沖，將脈沖通過驅動板提供給IGBT，實現功率因數為1的并網或者離網工作；另一方面進行MPPT控制，使太陽能池板始終工作在最大功率點處。驅動板可以反饋IGBT故障信號，從而進行故障保護，使系統(tǒng)可以安全可靠的運行。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/179914.htm
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