基于S3C2410的光伏并网发电模拟装置

摘要：为了提高光伏并网发功率电感电模拟装置的效率以及实用性，采用ARM嵌入式系统中的S3C2410控制芯片，并结合一定的软件来控制整个系统，从而对系统的运行状态和参数进行实时监控。采用75NF75功率管制插件电感器作的单向全桥逆变电路实现了DC／AC的转换和驱动电路。该电路不仅功耗小，输出的信号波形也很接近正弦波，即失真度小，从而提高了系统的效率。
关键词：最大功率跟踪；同频同相跟踪；正弦脉冲调制；S2C2410

0 引言
太阳能作为一种巨大的可再生能源，可以很好地供人类开发和利用，因此太阳能光伏利用的技术在这种形式下进入了快速发展的阶段。太阳能光伏发电时太阳能的转换和利用方式的一种，即通过光伏电池将太阳辐射的能量直接转化成电能，同时与储能装置、直流一交流转换装置以及测量装置相配套构成光伏发电装置。近年来，在国内外在此项技术上的发展非常迅速并取得了可观的社会效益。本系统采用ARM嵌入式系统的S3C2410控制芯片，结合SPWM技术，设计并制作了一个光伏并网发电模拟装置。通过硬件和软件之间的配合，实现了逆变电压输出，最大功率、同频同相的跟踪，最终实现光伏并网发电。

1 系统总体设计
模拟光伏电池US经过DC／AC逆变器。其中SPWM波由S3C2410控制器产生，同时该控制器还通过调节SPWM波的占空比，实现最大功率点跟踪(MPPT)功能。在隔离变压器之前检测输出电压的频率和相位，使该电压的频率和相位与模拟电网信号Uref的频率和相位一致。同时当电压Ud低于设定电压，电流I。高于设定电流时，软件控制关断SPWM波终止系统工作，来实现系统的欠压过流保护。系统框图如图1所示。

2 理论分析与计算
2．1 MPPT的控制方法与参数
(1)MPPT的控制理论基础。首先计算消耗在Rin上的功率：

式(1)两端对Rin求导得：

可得，当Rs=Rin，即时，P可达最大值。其原理图如图2所示。

(2)MPPT的软件实现。将采样到的电压输入控制器中，经A／D转换后，与单片机中所设定的初值相比较，调整PWM的占空比，使来实现最大功率的跟踪。
(3)参数计算。本设计采样点数取N=360，开关频率fsw=50 Hz，则输出周期T=20 ms，占空比的范围为0～359。

式中：n=1，2，…，360为采样点数。
由上式计算出的SPWM脉宽表是一个有窄到宽，再到到窄的360个值的正弦表，将其存入控制器的内存中以供调用。
2．2 同频、同相的控制方法与参数计算
(1)同频控制方法。本系统是将参考电压转换成方波，设置外部中断EINT3为上升沿触发，通过连续2次中断获得参考电压的频率值，并设置SPWM波的频率。把A／D口采集的电压值与最大额定功率的电压值比较。如果较小，就增大占空比系数；如果较大，就减小比例系数，从而调节SPWM波的占空比来实现增大或减小输出电压值电感器的参数，实现最大功率跟踪。为了使功率电路小型化，减小失真并保持较高的变换效率，该频率必须足够高，综合考虑为使性能达更好，采样点数取360个。
(2)同相的控制方法。将反馈的电流值转换成电压值，经过过零比较器形成方波，单片机设为在电压上升沿出发，在反馈电压的上升沿触发外部中断，定时计数器开始计数；同样将参考电压经过过零比较器形成方波，在参考电压方波的上升沿停止计数，得到两电压相位差值，通过逐步调整差值，实现同相位跟踪。
2．3 提高效率的方法
(1)选择驱动功耗低的开关元件，使用开关电路，舍弃线性电路，并使上升沿和下降沿尽可能陡，减少供电消耗，从而提高系统的效率。

基带处理器SP2704设计应用SP2704媒体与基带处理器是LSI第三代基于StarCore DSP的多核DSP和RISC CPU平台。该款最新推出的处理器旨在满足下一代无线、有线以及企业基础设施等各种应用对高通道密度、优化成本和

SHARC处理器在音频系统中的典型应用传统的音频设备是模拟技术的天下。然而，近年来这种状况正在迅速发生变化，由于具有独特的性能优势、越来越高的性价比以及便利简化的设计工具支持，越来越多的专业音频系统、汽车音响、消费音频设备采用数字信号处理

过压保护原理要保护电气和电子系统重要的是在电磁兼容性保护区内设置一套包容全部有源导线在内的完整的电位补偿系统。过压保护装置中放电器元件的物理特性在实际应用中既有优点，亦有缺点，因此采用多和元件组合的保护电路运用得

 1/3    1 2 3 下一页 尾页