基于Microchip dsPIC33CK256MP505 高性能DSP開發(fā)的250W微逆變電源方案

作者：時間：2023-08-02 來源：大大通

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隨著傳統(tǒng)化石能源的供應不穩(wěn)定因素增加以及國家碳達峰，碳中和的要求，太陽能、風能等可再生能源需求急增；同時戶外運動的不斷普及也給便攜式儲能電源的發(fā)展帶來了前所未有有機遇，另外隨著我們經(jīng)濟不斷發(fā)展；智能家電在人民日常生活中廣泛應用，家用儲能電源也日益得到人民的重視，這些行業(yè)領(lǐng)域的應用需求推動了逆變電源轉(zhuǎn)換的巨大發(fā)展。如何實現(xiàn)可靠穩(wěn)定并網(wǎng)運行、降低轉(zhuǎn)換損耗、增加功率密度，降低開發(fā)難度及開發(fā)周期是廣大電源研發(fā)工程師的關(guān)注焦點。Microchip 的 Level 4 純數(shù)字電源方案，將為新能源儲能逆變這個行業(yè)提供完美的解決方案。

本文引用地址：http://2s4d.com/article/202308/449225.htm

大多數(shù)情況下，大規(guī)模使用可再生資源會帶來成本問題，需要進一步的研究使其具有成本效益。PV系統(tǒng)（也稱為太陽能微型逆變器）作為一種便捷和前景廣闊的可再生能源，在過去多年已獲得眾多關(guān)注。與風能等其它形式的可再生能源相比， PV能源系統(tǒng)具備許多優(yōu)勢。 PV能源的主要缺點是硅太陽能電池板的制造成本高，且轉(zhuǎn)換效率低。憑借先進的晶體電池板制造技術(shù)和高效的電能轉(zhuǎn)換器設(shè)計，可以使 PV 項目具有成本效益。將太陽能電池板的輸出電壓轉(zhuǎn)化成可使用的直流或交流電壓這一過程必須在其最大功率點（Maximum Power Point， MPP）完成。 MPP 是 PV 模塊向負載傳送最大能量時的 PV 輸出電壓。

將太陽能微型逆變器模塊接入電網(wǎng)包含兩大主要任務。一是確保太陽能微型逆變器模塊工作于最大功率點（MPP）。二是將正弦電流注入電網(wǎng)。由于逆變器接入電網(wǎng)，因此必須符合公共事業(yè)機構(gòu)給定的標準。有必要考慮 EN61000-3-2、 IEEE1547 標準和美國國家電氣規(guī)范（NEC）690。這些標準所規(guī)定的事項包括電能質(zhì)量、孤島效應檢測和接地等。這些逆變器必須能夠檢測孤島運轉(zhuǎn)情況，并采取適當措施以防止對接入電網(wǎng)的設(shè)備造成整體損害和破壞。孤島運轉(zhuǎn)是指當由于事故或損壞的原因而有意移除電網(wǎng)后，逆變器仍然繼續(xù)工作。換言之，如果電網(wǎng)已經(jīng)從逆變器移除，逆變器應該隨即停止嘗試將電力提供給電網(wǎng)或為電網(wǎng)提供能量。目前最常見的太陽能技術(shù)是單晶硅模塊和多晶硅模塊。這些PV模塊的MPP電壓范圍通常被限定在27V至45V 的范圍內(nèi)，發(fā)電量約為 200W，開路電壓低于 45V。

此電路設(shè)計的優(yōu)點如下：

1. 交錯反激轉(zhuǎn)換器可減小通過大容量輸入電解電容的紋波電流的 RMS，從而延長電容的壽命。

2. 交錯操作還可減小輸出電流紋波，從而降低輸出電流的THD。

3. 測量電網(wǎng)電壓，此電壓是鎖相環(huán)（PLL）、輸出電流控制和系統(tǒng)孤島運轉(zhuǎn)所必需的。要實現(xiàn)將逆變器輸出電壓與電網(wǎng)電壓同步以及進行系統(tǒng)孤島效應檢測，必須先測量逆變器的輸出電壓。

4. 測量電網(wǎng)電流，確保逆變器提供的正弦電流與電網(wǎng)同相。

測量 PV 電壓和反激 MOSFET 電流，以進行 MPP 檢測。此外還測量兩個 MOSFET 電流以確保兩個轉(zhuǎn)換器之間的負載平衡。

?場景應用圖