并網(wǎng)光伏微型逆變器設(shè)計(jì)

的控制和對(duì)系統(tǒng)工作模式的確定變得不準(zhǔn)確且存在潛在危害。并網(wǎng)太陽(yáng)能微型逆變器的PLL采用了對(duì)電網(wǎng)電壓的硬件過零檢測(cè)和軟件過零檢測(cè)。在軟件中，會(huì)在每個(gè)ADC觸發(fā)器處對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行采樣，并將電網(wǎng)電壓的極性存儲(chǔ)在寄存器中。每次采樣時(shí)均會(huì)檢查電網(wǎng)電壓的極性。如果電網(wǎng)電壓的極性發(fā)生了變化，軟件會(huì)設(shè)置零電壓檢測(cè)標(biāo)志。周期計(jì)數(shù)寄存器會(huì)存儲(chǔ)兩次過零檢測(cè)之間發(fā)生的中斷總數(shù)。隨后周期計(jì)數(shù)寄存器的值給出電網(wǎng)電壓周期值的一半，因?yàn)檐浖袃纱沃袛嚅g的時(shí)間是固定的，且從不改變。周期值決定了正弦表中正弦表參考生成的相位角增量。正弦表由512個(gè)用于產(chǎn)生0-90度正弦參考的元素組成。90-180度的正弦波形是0-90度波形的鏡像。因此，會(huì)產(chǎn)生與電網(wǎng)電壓同相和同步的0-180度半正弦參。MPPT控制環(huán)

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通常使用兩種算法來追蹤MPPT：擾動(dòng)觀察法（PO）和增量電導(dǎo)法（IncCond）。此設(shè)計(jì)使用PO法來進(jìn)行MPPT。圖39提供了PO算法的控制流程圖。MPP追蹤器通過將太陽(yáng)能陣列的電壓定期增大或減小來工作。如果給定擾動(dòng)導(dǎo)致PV輸出功率增大（減?。?，則會(huì)在相同（反）方向上產(chǎn)生后續(xù)擾動(dòng)。在圖8中，設(shè)置MPPT參考表示對(duì)太陽(yáng)能陣列電壓的擾動(dòng)，而MPPTref+和MPPTref-分別代表相同或相反方向上的后續(xù)擾動(dòng)。設(shè)定的MPPT參考決定了由PLL產(chǎn)生的正弦參考電流的峰值。

如圖8中所示，MPPT點(diǎn)之后PV輸出電流的略微增加會(huì)導(dǎo)致PV輸出電壓降低一半，所以PV輸出功率也會(huì)降低一半。因此，會(huì)在電網(wǎng)電壓的每個(gè)過零處持續(xù)檢查PV電壓，并將該值與PV電壓的前一個(gè)過零采樣相比較。如果PV電壓之差大于40mV，則MPPT算法會(huì)降低輸出電流參考的幅度并且會(huì)將從PV電池板獲取的功率保持在更靠近PV特性曲線的MPP的工作點(diǎn)處。

電流環(huán)

電流控制環(huán)是一個(gè)比例積分（PI）控制器，是控制系統(tǒng)的核心。此控制環(huán)可校正如下兩個(gè)電流之間的誤差兩個(gè)電流是電流控制環(huán)的輸入：

?參考電流信號(hào)（IACREF）

?輸入電流（IAC）

電流控制環(huán)的輸出是一個(gè)控制信號(hào)，用以確保輸入電流（IAC）跟隨參考電流（IACREF）。電流控制環(huán)以57kHz的頻率執(zhí)行，且開關(guān)頻率為172kHz時(shí)的帶寬為2500Hz。電流控制環(huán)的輸出決定了開關(guān)MOSFET所需的占空比（D）。負(fù)載平衡控制環(huán)

如圖9為交錯(cuò)反激電路圖

如圖9所示反激交錯(cuò)采用了兩個(gè)MOS管，兩個(gè)變壓器交錯(cuò)工作來實(shí)現(xiàn)電路功能，由于兩個(gè)MOS管的內(nèi)阻及變壓器繞組，電容和二極管內(nèi)阻都不可能相同，所以會(huì)出出現(xiàn)兩個(gè)反激轉(zhuǎn)換器的輸出電壓會(huì)不同。因此，當(dāng)兩個(gè)MOSFET使用相同的占空比時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)反激轉(zhuǎn)換器級(jí)之間負(fù)載不均衡。這就需要采用負(fù)載平衡控制環(huán)來平衡兩個(gè)反激轉(zhuǎn)換器開關(guān)中的電流，以便使兩個(gè)轉(zhuǎn)換器的負(fù)載均衡。在硬件電路上使用了STM32F4定時(shí)器1的兩路PWM分別控制兩個(gè)管子的交錯(cuò)工作。

負(fù)載平衡控制環(huán)的其中一路輸入是兩個(gè)反激轉(zhuǎn)換器的MOSFET電流之差（Ipv1-Ipv2）。另一個(gè)輸入作為此控制環(huán)的參考輸入，其值固定為零。此控制環(huán)主要用于校正MOSFET電流之間的差異，使其接近參考輸入值零。負(fù)載平衡控制環(huán)的輸出是一個(gè)占空比校正項(xiàng)（ΔD），該項(xiàng)與主占空比D相加得到第一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器的占空比D1。從主占空比D中減去ΔD項(xiàng)可得到第二個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器的占空比D2。