基于APFC芯片控制的光伏并網(wǎng)逆變器研究
2.2 控制原理
新方案中,低頻逆變環(huán)節(jié)控制簡單,只要將DC/DC環(huán)節(jié)調(diào)制輸出的正弦雙半波直流電極性翻轉(zhuǎn)即可。目前APFC芯片的電流控制方式主要有平均電流控制、峰值電流控制和滯環(huán)電流控制。在此以平均電流控制的APFC芯片UC3854為例說明正弦雙半波直流電調(diào)制或者并網(wǎng)控制原理,并網(wǎng)逆變器控制框圖如圖2所示。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/160652.htm
采樣的電網(wǎng)電壓送入UC3854的乘法器,乘法器輸出正弦雙半波電流作為iL的基準(zhǔn),使iL跟蹤基準(zhǔn)的變化,即實現(xiàn)iL跟蹤電網(wǎng)電壓。兩者比較后經(jīng)過PI控制器,控制器的輸出與芯片內(nèi)部產(chǎn)生的鋸齒波比較生成PWM信號驅(qū)動Buck電路的開關(guān)管,從而實現(xiàn)正弦雙半波直流電調(diào)制輸出。iL波形為正弦雙半波,經(jīng)工頻全橋逆變電路使并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同頻同相,從而實現(xiàn)并網(wǎng)。由于Buck電路輸出的電壓被并網(wǎng)電網(wǎng)筘位,所以逆變器只需控制并網(wǎng)電流。
3 實驗樣機(jī)設(shè)計
基于所提方案,設(shè)計一個并網(wǎng)逆變器實驗原理機(jī)。并網(wǎng)逆變器參數(shù):輸入直流電壓范圍為40~60 V,并網(wǎng)電壓及頻率為176~265 V/50 Hz,并網(wǎng)額定功率為300W。
3.1 DC/DC升壓電路
Buck型并網(wǎng)逆變器要求逆變電路輸入的母線電壓要大于電網(wǎng)的峰值電壓,考慮到電網(wǎng)電壓波動,一般要求直流母線電壓大于380 V,所以需要先將光伏電池電壓進(jìn)行升壓。普通Boost電路的升壓比一般小于5,而單塊電池板的輸出電壓范圍一般為40~60 V,因此要將此電壓范圍升壓到380 V,升壓比遠(yuǎn)大于5,普通的Boost電路無法滿足要求。為滿足大升壓比的要求,該并網(wǎng)逆變器的前級Boost電路采用帶中間抽頭電感的Boost電路,如圖3所示。
耦合電感設(shè)計:考慮VQ1耐壓以及電流要求,取耦合電感L1,L2的匝比n=1:2,電流紋波系數(shù)為0.4,占空比為0.67~0.74,根據(jù)L1=UinDBoost/(fs1△i1)設(shè)計得L1=137μH,L2=548μH。Uin為光伏電池板輸出電壓,開關(guān)頻率fs1=65 kHz。VQ1為IRFP250,二極管VD1為MUR860。
3.2 Buck正弦雙半波調(diào)制及工頻逆變電路
如圖4所示,該部分電路由Buck正弦雙半波調(diào)制電路和工頻全橋逆變電路組成。通過UC3854控制iL為正弦雙半波。當(dāng)檢測到電網(wǎng)電壓為正半波時,VT1,VT4開通,VT2,VT3關(guān)斷;當(dāng)檢測到電網(wǎng)電壓為負(fù)半波時,VT2,VT3開通,VT1,VT4關(guān)斷,從而將Buck電路輸出的正弦雙半波電流轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)電壓同頻同相的正弦電流,完成并網(wǎng)功能。
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