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光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置設(shè)計(jì)
（作者未知） 2010/6/19
摘要
本設(shè)計(jì)采用凌陽(yáng)16位單片機(jī)SPMC75F2313A工業(yè)控制芯片嵌入式系統(tǒng)，通過核心算法動(dòng)態(tài)跟蹤實(shí)現(xiàn)光生電并網(wǎng)或剩余電回饋，最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）功能：RS和RL在給定范圍內(nèi)變化時(shí)，使相對(duì)偏差的絕對(duì)值不大于1%,具有頻率跟蹤功能：當(dāng)fREF在給定范圍內(nèi)變化時(shí)，使uF的頻率fF=fREF，相對(duì)偏差絕對(duì)值不大于1%，當(dāng)RS=RL=30Ω時(shí)，DC-AC變換器的效率 ≥60%，輸出電壓uo的失真度THD≤5%，具有良好的輸入欠壓保護(hù)功能，動(dòng)作電壓Ud（th）=（25±0.5）V，并采用IGBT大功率場(chǎng)效應(yīng)管，可達(dá)到45A的額定電流，有效的實(shí)現(xiàn)了光伏并網(wǎng)發(fā)電的模擬裝置。
關(guān)鍵字：并網(wǎng)，SPMC75F2313A，MPPT，保護(hù)電路
一、方案論證
1.比較與選擇
(1)主芯片的選擇
方案一：基于51單片機(jī)的光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置
51單片機(jī)產(chǎn)生高低電平脈沖，經(jīng)過MOS場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)電源的逆變。通過基準(zhǔn)電壓和Ud電壓采樣經(jīng)過比較器產(chǎn)生反饋信號(hào)，再對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行分析，但是51單片機(jī)沒有PWM功能，對(duì)波形的分析不夠方便準(zhǔn)確。
方案二：基于凌陽(yáng)SPMC75F2313A的光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置
采用凌陽(yáng)SPMC75F2313A芯片，自帶PWM功能，并有增強(qiáng)型定時(shí)計(jì)數(shù)器，能夠準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的采集及分析，采用工業(yè)控制芯片嵌入式系統(tǒng)。速度快工作效率高。并采用JS158實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的逆變。
經(jīng)過以上分析論證，SPMC75F2313A MCU具有很強(qiáng)的抗干擾能力、豐富易用的資源以及優(yōu)良的結(jié)構(gòu)，特別是增強(qiáng)的定時(shí)計(jì)數(shù)器和PWM輸出功能。更準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的功能。
(2)欠壓保護(hù)功能
方案一：采集輸入電壓，用LM393比較器比較，輸出接MCU引腳，判斷高低電平，當(dāng)檢測(cè)到低電平時(shí)，輸入電壓為低于25V,MCU禁止PWM的波形輸出，實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)功能。
方案二：采集的電壓直接接入SPMC75F2413A，10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC,用中斷方式查詢ADC寄存器的值，當(dāng)判斷到輸入電壓低于25V時(shí)，停止輸出PWM波。
LM393工作電壓低，精度低，方案二電路可靠，精度高，故選用方案二。
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