基于DSP的光伏逆變電源的研制

2 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)

2.1 電壓采樣電路

直流電壓采用分壓采樣，經(jīng)線性光耦隔離后送入電壓調(diào)理電路。本系統(tǒng)采用線性光藕HC原NR200 進(jìn)行隔離，其在一定范圍內(nèi)，輸出電壓與輸入電壓呈正比變化，輸出與輸入的比例系數(shù)幾乎保持不變。這種方法實(shí)現(xiàn)了輸入與輸出之間的隔離，精度較高，線性度較好。調(diào)理電路的接線如圖3 所示，VDC 接光耦的輸出，VDC_REF 接DSP 的A/D 輸入口,VDC_INT 接DSP 的外部中斷接口。

DSP 通過(guò)對(duì)VDC_REF 采樣來(lái)獲得輸出電壓值，根據(jù)采樣值實(shí)時(shí)地調(diào)整PWM 輸出。當(dāng)輸出過(guò)壓時(shí)，VDC_INT由高電平變?yōu)榈碗娖?，觸發(fā)DSP 中斷，實(shí)施過(guò)壓保護(hù)動(dòng)作。

2.2 電流采樣電路

電流采樣變壓器二次側(cè)電流值經(jīng)霍爾傳感器檢測(cè)后送入控制板的檢測(cè)回路。該回路由分壓電路，絕對(duì)值電路組成?；芈穼㈦娏鞯闹缔D(zhuǎn)換成0~3.3V 的電壓信號(hào)送入DSP 的A/D 轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。電路接線如圖4 所示。IU接霍爾傳感器的輸出，IDC_REF接DSP的A/D輸入口，IDC_INT接DSP 的外部中斷接口。輸入信號(hào)經(jīng)分壓電路，把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。由于LF2407 的A/D是單端采樣，要把負(fù)的電壓值轉(zhuǎn)換成DSP能獲取的值，所以采樣信號(hào)要經(jīng)過(guò)絕對(duì)值電路，把負(fù)的電壓轉(zhuǎn)換成等值的正電壓。當(dāng)輸出過(guò)流時(shí)，IDC_INT由高電平變?yōu)榈碗娖?，觸發(fā)DSP中斷，實(shí)施過(guò)流保護(hù)動(dòng)作。

2.3 溫度檢測(cè)電路

溫度檢測(cè)電路中采用精密溫度傳感器LM335，其返回0~3.3V的電壓信號(hào)送入DSP的A/D轉(zhuǎn)換口進(jìn)行轉(zhuǎn)換，用于確定功率器件工作時(shí)散熱片的溫度，接線如圖5 所示。TM接溫度傳感器的輸出，TM_OUT 接DSP 的A/D 輸入口，通過(guò)采樣電路實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3 DSP 中SPWM 的實(shí)現(xiàn)

在LF2407 中，SPWM 的產(chǎn)生是通過(guò)事件管理模塊(EVM)的全比較來(lái)實(shí)現(xiàn)。全比較主要包括硬件比較器、定時(shí)器、全比較寄存器CMPR1、全比較寄存器CMPR2。SPWM 波產(chǎn)生過(guò)程：把定時(shí)器的計(jì)數(shù)模式設(shè)置成連續(xù)增/減計(jì)數(shù)模式來(lái)模擬三角載波，計(jì)數(shù)器的值從0 開(kāi)始計(jì)數(shù)，到達(dá)周期值時(shí)再往下計(jì)數(shù)。在這期間將兩個(gè)全比較寄存器的值與計(jì)數(shù)器的值進(jìn)行比較，在第一次相同時(shí)(增計(jì)數(shù))，對(duì)應(yīng)的PWM 輸出腳(PWM1、2，PWM3、4)的輸出極性發(fā)生變化;第二次相同時(shí)(減計(jì)數(shù))，對(duì)應(yīng)的PWM 輸出腳(PWM1、2，PWM3、4)的輸出極性再次發(fā)生變化，這樣就實(shí)現(xiàn)了PWM輸出。DSP的這些比較，全部由硬件實(shí)現(xiàn)，所以只要每個(gè)開(kāi)關(guān)周期更新全比較寄存器的值，就可以實(shí)現(xiàn)PWM控制。載波的頻率(開(kāi)關(guān)頻率)由定時(shí)器的定時(shí)周期和計(jì)數(shù)模式?jīng)Q定，具體為

4 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了一種基于DSP 的光伏逆變電源，并給出了詳細(xì)的硬件和軟件設(shè)計(jì)方案。多重的保護(hù)功能增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性;利用DSP強(qiáng)大的處理能力和控制能力大大減化了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。最后對(duì)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)輸入電壓為22~26 V之間變化的直流電時(shí)，系統(tǒng)輸出為220 V/50 Hz的正弦交流電，波形失真度5豫，系統(tǒng)可靠穩(wěn)定，結(jié)果表明該設(shè)計(jì)方法正確可行。