[精品論文]基于飛思卡爾 DSC 的光伏并網(wǎng)微逆變器的

1、基于飛思卡爾 dsc 的光伏并網(wǎng)微逆變器的研究楊劍青，洪峰，趙杰5（南京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院，南京 210016）摘要：本文研究了在分布式光伏發(fā)電結(jié)構(gòu)中交流光伏模塊的核心組件微逆變器，其采用反激式變換器與混合轉(zhuǎn)向橋組合的單級(jí)式逆變主功率電路，引入雙路交錯(cuò)并聯(lián)及軟開(kāi)關(guān)技術(shù)提升 系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率，降低輸出電流紋波；采用基于飛思卡爾數(shù)字信號(hào)控制器(digital signal controller,dsc)為平臺(tái)的全數(shù)字控制策略，利用數(shù)字 pi 控制技術(shù)，對(duì)入網(wǎng)電流做閉環(huán)跟蹤10調(diào)節(jié)，仿真及樣機(jī)實(shí)驗(yàn)表明該方案的高轉(zhuǎn)換效率及良好的入網(wǎng)電流質(zhì)量。 關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；微逆變器；反激變換器；混合轉(zhuǎn)向橋；

2、全數(shù)字控制；飛思卡爾 dsc 中圖分類號(hào)：tp332 research on single stage of grid-connected micro-inverter15based on freescale dscyang jianqing, hong feng, zhao jie(nanjing university of aeronautics and astronautics the graduate school college of electronic and information engineering,nanjing 210016)abstract: in this pap

3、er,a key module micro-inverter in distributed pv grid-connected system was20discussed. it is made up by flyback inverter and mixed -inverter bridge.to rise up the effiency and reduce the ripple wave of current,a interleaved paralled and active clamp flyback topology was brought in.the strategy of co

4、ntrol is based on the freescale digital signal controlled.digital pi control is used to track the grid-current.simulation and prototype verify this scheme is viable and a high qulitygrid-connected current can be ensured.25key words: photovoltaicpowergeneration;micro-inverter;flybackinverter;mixedsta

5、ge inverter;digital control;freescale digital signal controller0引言光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用可分為以下二類：獨(dú)立式離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)。30前者不與公用電網(wǎng)連接，經(jīng)輸出逆變控制器為蓄電池充電或輸出電能直接供給用戶負(fù)載使 用。其常見(jiàn)應(yīng)用是為偏遠(yuǎn)山區(qū)或無(wú)電網(wǎng)供電地區(qū)、邊防哨所、氣象站等特殊場(chǎng)所提供電能。 不同于獨(dú)立式離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)則將輸出電能接入公用電網(wǎng)，再由電 網(wǎng)統(tǒng)一分配使用。這是進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化的必經(jīng)之路，目前年安裝容量已占到世界光伏電池 年產(chǎn)量 70%以上，已然成為國(guó)內(nèi)外大量專家學(xué)者研究的熱點(diǎn)。模

6、塊化并網(wǎng)微逆變器概念最35早于上世紀(jì) 80 年代提出，每個(gè)太陽(yáng)能并網(wǎng)模塊都集成了自己獨(dú)有的逆變器，該結(jié)構(gòu)最顯著 的特征便是多個(gè)相互獨(dú)立的微逆變器直聯(lián)公用電網(wǎng)，即使其中一個(gè)逆變器發(fā)生故障也不影響 整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。在分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中采用微逆變器的主要特征是12:(1) 輸入側(cè)光電池電壓低，一般為 2050v，公用電網(wǎng)峰值可達(dá) 340vdc（240vac）或 156vdc基金項(xiàng)目：國(guó)家教育部博士點(diǎn)專項(xiàng)基金（20093218120023） 作者簡(jiǎn)介：楊劍青（1988- ），男，碩士研究生，主要研究方向：光伏并網(wǎng)逆變器 通信聯(lián)系人：洪峰（1979- ），男，副教授，主要研究方向：新能源發(fā)電.

7、 e-mail: （110vac），因此微逆變器需要使用具有升降壓功能的電路拓?fù)?，而典型的集中式逆變?0路通常采用橋式降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；(2)單個(gè)集成光伏并網(wǎng)模塊功率一般是 100300w，內(nèi)部微逆 變器功率匹配為 100300w，而傳統(tǒng)集中式并網(wǎng)逆變器有多個(gè)光電池組件串并聯(lián)組成，適合 于大功率并網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)合。綜上所述，微逆變器由于其特殊的工作場(chǎng)合，要求其有高的變換效 率、高可靠性、壽命長(zhǎng)、體積小、低成本等在設(shè)計(jì)中需要考慮的因素，可選擇的電路拓?fù)浞?案有：高頻鏈逆變器、升壓變換器與傳統(tǒng)逆變器相結(jié)合的兩級(jí)式變換器、基于隔離式升降壓45變換器的反激 flyback

8、 單級(jí)逆變器幾種。本文將對(duì)基于反激式變換器的并網(wǎng)微逆變器工作模 態(tài)及控制策略做出研究。1主功率電路研究1.1 反激變換器工作模態(tài)分析由于反激高頻變壓器在繞制過(guò)程中不可避免的一定有漏感的存在，其能量無(wú)法在反激電50路工作時(shí)耦合到副邊，傳遞給負(fù)載，故而在主功率開(kāi)關(guān)管工作在截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，此漏感將同 mos 管寄生電容發(fā)生諧振現(xiàn)象，使得開(kāi)關(guān)管漏源極出現(xiàn)較大的尖峰，此尖峰值一旦超過(guò)開(kāi)關(guān) 管漏源極可承受的閥值，將擊穿開(kāi)關(guān)管損壞電路，并且其增加了導(dǎo)通損耗，降低了反激變換 器的效率。因此傳統(tǒng)的反激變換器通常采用圖 1.1 的無(wú)源 rcd 吸收回路來(lái)解決此問(wèn)題，然 而這就造成電路中勢(shì)必有一部分能量通過(guò)電阻 r1

9、變換成熱能而白白浪費(fèi)，降低了整個(gè)系統(tǒng)55效率。傳統(tǒng)帶 rcd 吸收回路的反激式逆變電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高在小功率級(jí)別的開(kāi)關(guān)電源中得到了廣泛的應(yīng)用，然而其降低了整個(gè)系統(tǒng)的效率，不適用于本課題提出的對(duì)微逆變器 的指標(biāo)要求，需要做出進(jìn)一步改善。圖 1.1 傳統(tǒng)帶 rcd 吸收回路的反激式逆變電路fig.1.1 traditional rcd clamp circuit of flyback inverter圖 1.2 引入的有源箝位軟開(kāi)關(guān)技術(shù)是吸收漏感能量降低開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通損耗提升整機(jī)效率的高效方案。該結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)反激變換器的基礎(chǔ)上于原邊增加一個(gè)輔助 mos 管及一個(gè)箝位電容，60此電路最鮮明的特點(diǎn)是將漏

10、感上的能量通過(guò)箝位電容反饋回輸出端，并且降低主開(kāi)關(guān)管漏源 極上的電壓應(yīng)力，可以實(shí)現(xiàn)主管輔管的零電壓開(kāi)通（zvs），從而降低管子損耗，提升整機(jī) 效率345。該電路如圖 1.3 八種工作模態(tài)如下：圖 1.2 引入有源箝位軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的反激式變換器fig.1.2 flyback inverter brought in active clamp zvs technology模態(tài) 1t0t1:如圖 1.3(a)，在此模態(tài)下，原邊主開(kāi)關(guān)管 sw 開(kāi)通，輔助管 sa 關(guān)斷，能量存 儲(chǔ)在變壓器原邊勵(lì)磁電感中，且原邊電感電流線性上升。65模態(tài) 2t1t2:如圖 1.3(b)，t1 時(shí)刻，主開(kāi)關(guān)管 sw 關(guān)斷，勵(lì)磁

11、電感上電流對(duì) coss 充電，sw漏源極電壓 vds 線性上升。模態(tài) 3t2t3:如圖 1.3(c)，則有兩種可能的工作模態(tài)。假定變壓器原邊漏感與勵(lì)磁電感比 值為 m,如果箝位電容電壓 vc 大于（1+m）nvo（n 為變壓器副原邊匝比），那么當(dāng)主開(kāi)關(guān) 管漏源極電壓 vds 幅值在 t2 時(shí)刻達(dá)到 vin+（1+m）nvo 時(shí)，副邊整流二極管 d2 導(dǎo)通。輔助開(kāi)70關(guān)管 sa 的體二極管直到漏感 lk 電流對(duì) sw 寄生電容 coss 充電達(dá)到 vin+vc 后才導(dǎo)通；如果 vc 小于（1+m）nvo，那么 sa 的體二極管將先導(dǎo)通，d2 在原邊勵(lì)磁電感兩端電壓達(dá)到-nvo 時(shí) 導(dǎo)通。這個(gè)模態(tài)

12、下，原邊勵(lì)磁電感能量傳到副邊供給負(fù)載，而漏感能量被箝位電容 cc 吸收。 此模態(tài)將在漏感電流下降到 0 時(shí)結(jié)束。模態(tài) 4t3t4:如圖 1.3(d)，在 t3 時(shí)刻，通過(guò)漏感上電流為 0，輔助開(kāi)關(guān)管 sa 關(guān)斷。而原75邊輸入側(cè)能量繼續(xù)傳遞給副邊負(fù)載，原邊磁化電感電流線性下降。模態(tài) 5t4t5:如圖 1.3(e)，在 t4 時(shí)刻，勵(lì)磁電流下降到 0，副邊整流二極管 d2 截止，由 于反激式變換器工作在 dcm 模式，因此 lm 與 coss 發(fā)生諧振。模態(tài) 6t5t6:如圖 1.3(f)，在 t5 時(shí)刻，輔助開(kāi)關(guān)管 sa 導(dǎo)通，變壓器原邊電感電壓被箝位 到-vc，副邊整流二極管 d2 導(dǎo)通。漏

13、感 lk 上電流反向線性上升，勵(lì)磁電流同時(shí)反向線性上80升，在此電流值小于漏感電流時(shí)，反向電流可用來(lái)實(shí)現(xiàn)主開(kāi)關(guān)管 sw 的 zvs，模態(tài) 3 中被吸 收的漏感能量被傳遞到副邊負(fù)載。模態(tài) 7t7t8:如圖 1.3(g)，在 t6 時(shí)刻，輔助開(kāi)關(guān)管 sa 關(guān)斷。反向電流 ip 對(duì)寄生電容 coss放電，當(dāng) ip 下降到 ilm，d2 截止，lm 與 lk 同時(shí)對(duì) coss 放電。模態(tài) 8t8t9:如圖 1.3(h)，在 t7 時(shí)刻，coss 上電壓下降到 0，此時(shí)打開(kāi)主開(kāi)關(guān)管 sw，即可85實(shí)現(xiàn)其零電壓開(kāi)通。圖 1.3(a) 模態(tài) 1 圖 1.3(b) 模態(tài) 2圖 1.3(c) 模態(tài) 3 圖 1.

14、3(d) 模態(tài) 4圖 1.3(e) 模態(tài) 5 圖 1.3(f) 模態(tài) 6圖 1.3(g) 模態(tài) 7 圖 1.3(h) 模態(tài) 890圖 1.3 有源箝位反激變換器工作模態(tài)fig.1.3 mode of active clamp flyback inverter通過(guò)以上分析可以看出引入了有源箝位軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的反激式變換器在抑制 mosfet 電壓尖峰及提升系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率上有很大改善，然而由于工作在 dcm 模式，輸出電流波動(dòng)大，功 率的變換等級(jí)不高，故在此基礎(chǔ)上使用雙路交錯(cuò)并聯(lián)反激變換器的電路結(jié)構(gòu)如圖 1.4，可以95減小輸入電解電容的電流紋波，延長(zhǎng)電流壽命，減小輸出電流脈動(dòng)，起到降低入網(wǎng)電流 thd

15、的作用，提高了整機(jī)工作效率與可靠性。100圖 1.4 雙路交錯(cuò)并聯(lián)有源箝位軟開(kāi)關(guān)反激光伏并網(wǎng)微逆變器電路結(jié)構(gòu)fig.1.4 topology of interleaved active clamp flyback circuit of pv grid-connected inverter1.2 混合轉(zhuǎn)向橋的研究本課題的微逆變器系統(tǒng)中反激式逆變電路輸出的包絡(luò)線為 100hz 正弦半波信號(hào)送給由 兩對(duì)工頻互補(bǔ)工作的開(kāi)關(guān)管構(gòu)成的轉(zhuǎn)向橋電路，之后經(jīng)濾波器得到與公用電網(wǎng)電壓同頻同相 的電流信號(hào)并送入電網(wǎng)。其工作模式為，在電網(wǎng)電壓正半周時(shí) s1、s3 開(kāi)通， s2、s4 截止； 負(fù)半周時(shí) s2、s4 導(dǎo)通

16、，s1、s3 截止。此電路的主要功能是：(1)實(shí)現(xiàn)將正弦半波信號(hào)轉(zhuǎn)向成 與電網(wǎng)同步的正弦信號(hào)完成并網(wǎng)功能；(2)具有反向截止功能，開(kāi)關(guān)管能迅速關(guān)斷，防止電 路工作出現(xiàn)異常時(shí)電網(wǎng)能量倒灌損壞電路。圖 1.5 共有 4 種由不同開(kāi)關(guān)管組合構(gòu)成的轉(zhuǎn)向橋電路：圖 1.5(a)兩個(gè)橋臂共用四粒晶閘105110115管 scr 組成，無(wú)需有源驅(qū)動(dòng)芯片即可驅(qū)動(dòng)工作，降低損耗提升效率，且在電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)相時(shí)有自動(dòng)關(guān)斷反向截止的特性，防止電網(wǎng)能量倒灌保護(hù)了整個(gè)電路。其缺點(diǎn)是開(kāi)關(guān)動(dòng)作較慢， 為了防止橋臂直通，需要在電網(wǎng)電壓過(guò)零時(shí)，添加較大的死區(qū)，這使得并網(wǎng)電流波形變差 thd 上升，不滿足并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，是對(duì)公用電網(wǎng)的污染

17、。圖 1.5(b)兩個(gè)橋臂共由 4 個(gè) mosfet 管 組成，其優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)關(guān)速度快，在電網(wǎng)電壓過(guò)零處可以迅速動(dòng)作，對(duì)優(yōu)化入網(wǎng)電流 thd 有很 大幫助，但需要有源驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)，提升了功耗，降低了效率，且 mos 管寄生二極管為電 網(wǎng)能量倒灌提供了回路，此時(shí)電網(wǎng)、輸出濾波器、電感、mos 管構(gòu)成了一個(gè) boost 升壓電路， 母線電壓將被急劇抬升，對(duì)前端輸入側(cè)器件造成損害。圖 1.5(c)與圖 1.5(d)則是由 2 個(gè) scr 及 2 個(gè) mosfet 組成的混合轉(zhuǎn)向橋電路，此結(jié)構(gòu)綜合了全 scr 結(jié)構(gòu)與全 mos 結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，也 能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)功能并且可以得到質(zhì)量?jī)?yōu)良的并網(wǎng)電流，本課題將選用圖

18、1.5(c)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向 橋功能。圖 1.5(a) 四粒晶閘管結(jié)構(gòu) 圖 1.5(b) 四粒 mosfet 結(jié)構(gòu)圖 1.5(c) 混合結(jié)構(gòu) 1 圖 1.5(d) 混合結(jié)構(gòu) 2120圖 1.5 轉(zhuǎn)向橋拓?fù)渥錰ig.1.5 topology race of exchange bridge2全數(shù)字控制平臺(tái)的研究本課題決定采用飛思卡爾（freescale）公司在 2010 年推出的基于 dsp56800e 內(nèi)核的 dsc 控制芯片 mc56f8257。該芯片兼具 dsp 與 mcu 的特點(diǎn)，含有豐富的外圍設(shè)備，利用 緊湊的匯編和 c 語(yǔ)言編譯代碼，大大提高了研發(fā)人員的開(kāi)發(fā)效率，可以進(jìn)行復(fù)雜的算法運(yùn) 算

19、并且系統(tǒng)硬件平臺(tái)構(gòu)成成本較低，其在電源管理、整車系統(tǒng)控制、電池充放電管理、逆變 器、智能傳感設(shè)備、醫(yī)療器械等多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。圖 2.1 是微逆變器系統(tǒng)數(shù)字控制模塊總體流程框圖，dsc 內(nèi)部共設(shè)兩個(gè)中斷，其中 50hz捕獲中斷優(yōu)先級(jí)高于 70khz 高頻 pwm 中斷，一般情形下程序進(jìn)入高頻中斷中，進(jìn)行各邏輯125控制算法的運(yùn)算，在 dsc 采樣到電網(wǎng)電壓同步信號(hào)之后，優(yōu)先進(jìn)入捕獲中斷，進(jìn)行數(shù)字鎖相等運(yùn)算，該系統(tǒng)的核心部分是電流閉環(huán)控制數(shù)字鎖相控制（pll）。圖 2.1 微逆變器系統(tǒng)流程框圖fig.2.1 system process of micro-inverter2.1 數(shù)字 p

20、i 控制器傳統(tǒng) pi 控制器圖 2.2 技術(shù)發(fā)展成熟得到了廣泛運(yùn)用，然而隨著數(shù)字信號(hào)控制芯片技術(shù) 的發(fā)展，其成本低、運(yùn)算精度高等優(yōu)點(diǎn)使得數(shù)字化電源成為人們研究的熱點(diǎn)。130圖 2.2 傳統(tǒng)模擬 pi 控制器fig.2.2 traditional analog pi controller由上可畫(huà)出數(shù)字 pi 控制器的數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)框圖如圖 2.3 所示。根據(jù)此框圖，寫出 dsc中數(shù)字 pi 控制的算法流程圖 2.4 所示。該數(shù)字 pi 控制器各變量名及其定義見(jiàn)表 1 所示。圖 2. 3 數(shù)字 pi 控制器框圖fig.2.3 chart of digital pi controller135表 1

21、數(shù)字 pi 控制器各變量名及定義tab. 1 definition of variables of digital pi controllervref 電流基準(zhǔn)值 vac逆變輸出電流 vbias偏置電壓vg正弦反饋電流vf正弦半波反饋電流 uin（k-1） 前次誤差值 uin（k）本次誤差值 uout（k-1） 前次 pi 輸出140145圖 2.4 數(shù)字 pi 控制算法的程序流程圖fig.2.4 program chart of digital pi controller由于功率變換發(fā)生在反激變換器一側(cè)，其輸出是正弦半波的電流信號(hào)，因此在微逆變器輸出端采樣的電流信號(hào)經(jīng)調(diào)理電路送入 dsc 后

22、，不能直接作為數(shù)字 pi 控制器的反饋輸入信 號(hào)，其需要做如下處理做如下處理：（1）dsc 采樣基準(zhǔn)偏置電壓，該電壓一般為 1.65v， 然而電路中不可避免的存在高頻干擾等問(wèn)題，此偏置電壓存在變化的可能，電流反饋信號(hào)需 要減去這一偏置電壓再作運(yùn)算，因此該電壓值需要實(shí)時(shí)被 dsc 所采樣，不然將影響數(shù)字 pi 控制運(yùn)算的精度，從而影響整個(gè)微逆變器的輸出導(dǎo)致入網(wǎng)電流波形變差，影響入網(wǎng) thd；（2）在反饋電流值減去電壓偏置之后，此時(shí)在 dsc 內(nèi)部是一個(gè)起點(diǎn)為 0 按正弦規(guī)律變化的 數(shù)字信號(hào)，為了與正弦半波基準(zhǔn)電流相一致，還需要做邏輯處理將該信號(hào)后半周期幅值取反， 之后送入數(shù)字 pi 控制器同基準(zhǔn)

23、電流比較得出控制各開(kāi)關(guān)管工作的 pwm 驅(qū)動(dòng)信號(hào)。3仿真及樣機(jī)實(shí)驗(yàn)波形3.1 saber 軟件仿真根據(jù)以上分析本課題利用 saber 軟件對(duì)數(shù)字控制方案進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。圖 3.1 是微逆變150器主電路仿真原理圖，該拓?fù)錇殡p路交錯(cuò)并聯(lián)有源箝位反激式變換器加工頻轉(zhuǎn)向電路；圖3.2 利用 saber 軟件仿真的關(guān)鍵處波形，依次從上到下為副邊整流二極管兩端電壓 vd、副邊 電流 id、原邊電流 ip、主 mos 漏源極電壓 vds、電網(wǎng)電壓 vgrid、入網(wǎng)電流 igrid，圖 3.3 為反 激有源箝位電路主 mos 實(shí)現(xiàn) zvs 仿真圖，以上各點(diǎn)仿真波形符合電路模態(tài)分析，驗(yàn)證了微 逆變器軟硬件設(shè)計(jì)

24、的可行性。圖 3.1 微逆變器主電路仿真原理圖fig.3.1 simulation schematic of the main circuit of micro-inverter圖 3.2 saber 軟件仿真關(guān)鍵波形fig.3.2 key simulation waveform of saber software圖 3.3 zvs 仿真圖fig.3.3 simulation waveform of zvs3.2 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)波形1603.2.1反激 mos 管 zvs 波形圖 3.4 是反激變換器主 mos 管實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)波形圖?？梢钥闯鲈?mos 管驅(qū)動(dòng)截止及 開(kāi)通時(shí)刻，漏源極電壓為 0v，

25、降低了 mosfet 的損耗，延長(zhǎng)其工作壽命且提高了微逆變器的 轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，如果有意減小高頻變壓器原邊漏感試圖降低漏感能 量損耗，并不能實(shí)現(xiàn)主 mos 的軟開(kāi)關(guān)效果，實(shí)測(cè)漏感取值在 0.5h0.7h 處，效果較好。 故實(shí)際的電路調(diào)試中需要不斷折中觀察波形選取較為理想的參數(shù)。3.2.2入網(wǎng)電流波形圖 3.4 反激變換器主 mos 管軟開(kāi)關(guān)的實(shí)現(xiàn)fig.3.4 implementation of zvs of the flyback main mosfet165170本課題實(shí)驗(yàn)樣機(jī)通過(guò)以下關(guān)鍵參數(shù)給定設(shè)計(jì)測(cè)試：光電池板輸入直流電壓 36v，電網(wǎng)電 壓交流 220v，反激變換

26、器高頻變壓器匝比 np:ns=1:7，原邊勵(lì)磁電感值 11h，漏感值 0.5h， 副邊電感值 539h，mos 管開(kāi)關(guān)頻率 70khz，箝位電容 1uf，交錯(cuò)反激變換器輸出電容兩路15nf 并聯(lián)，輸出濾波電容 100nf，濾波電感 2mh。對(duì)入網(wǎng)端口的選擇，本課題分別選用工 頻調(diào)壓器及交流源作為對(duì)比測(cè)試。圖 3.5(a)顯示了反激變換器 mos 管驅(qū)動(dòng)波形及原邊流過(guò)電流波形，可以看出電流自 0 開(kāi) 始上升實(shí)現(xiàn)了反激變換器的斷續(xù)工作模式，圖 3.5(b)是并網(wǎng)電流波形，符合前文模態(tài)分析及 仿真波形的驗(yàn)證，得到了很好的并網(wǎng)質(zhì)量。圖 3.5 (a)主 mos 驅(qū)動(dòng)原邊電流波形 圖 3.5(b) 入網(wǎng)

27、電流波形3.2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)論圖 3.5 并網(wǎng)電流波形fig.3.5 waveforms of grid-connected current175表 2 是樣機(jī)并網(wǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)。圖 3.6 可以看到隨著并網(wǎng)功率的提升入網(wǎng)電流 thd 逐漸好 轉(zhuǎn)達(dá)到了并網(wǎng)要求。圖 3.7 為微逆變器的整機(jī)變換效率折線圖，可以看到峰值效率高于 90%， 達(dá)到了設(shè)計(jì)初衷。表 2 并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表tab. 2 data of grid-connected research輸入電壓電流基準(zhǔn)值輸入功率入網(wǎng)電流電網(wǎng)電壓thdpf效率并網(wǎng)功率35.896.1219.120.892201.220.9990.01197.2235.325.

28、48193.660.802201.330.9991.13176.4835.884.74170.130.692201.450.9989.01151.4335.664.42157.770.632201.770.9987.77138.4735.554.04143.620.562202.330.9985.23122.4035.223.70130.550.492202.510.9883.67109.2335.663.4121.340.452202.990.9782.3399.8935.872.6595.360.342203.870.9777.9874.3635.121.9970.050.242204.5

29、50.9675.6452.98180圖 3.6 并網(wǎng)功率與 thdfig.3.6 power of grid-connected and thd圖 3.7 整機(jī)變換效率圖fig.3.7 chart of efficiency of prototype1851904結(jié)論本文研究了單級(jí)式拓?fù)湓谖⒛孀兤髦械膽?yīng)用及其控制方案，通過(guò)引入雙路交錯(cuò)并聯(lián)有源 鉗位結(jié)構(gòu)在提升整機(jī)變換效率，降低入網(wǎng)電流 thd 及紋波上起到了關(guān)鍵作用，使用高性能 的飛思卡爾 dsc 芯片 mc56f8257 作為系統(tǒng)全數(shù)字控制平臺(tái)的核心芯片，有效完成了系統(tǒng) 的實(shí)時(shí)性控制，功能的完整性任務(wù)，樣機(jī)測(cè)試結(jié)果表明，該微逆變器功率可以達(dá)到 200w、 入網(wǎng)電流 thd 可以控制在 3.0 以下、系統(tǒng)最高效率大于 90%，各項(xiàng)指標(biāo)均基本達(dá)到系統(tǒng)性 能要求。參考文獻(xiàn) (references)1952001 s.b.kjaer,j.k.pedersen,f.blaaabjerg.power inverter