基于S3C2410的光伏并网发电模拟装置
来源： 作者： 发布时间：2015-03-16 12:17:47 浏览量：(2)增加采样点个数，产生较高开关频率，使场效应管快速导通、关断，减少功耗，从而提高系统的效率。
(3)用控制器实现。现在许多控制器都具有产生SPWM波的功能，采用控制器可使电路简单可靠，而且还方便对系统的运行状态和参数进行监控、显示和处理，使整个系统的设计非常方便。采用SPWM技术控制正弦波的产生，输出波形失真度小，提高了电路的效率。
2．4 滤波参数计算
本设计的滤波器采用2个LC滤波器并联。
开关频率：fsw，转折频率
，当滤波器输出的谐波频率为转折频率的100倍时，谐波电压被衰减到原来的0．01％，更高的谐波电压可忽略不计。电容与电感关系：
。3 硬件电路设计与实现
硬件电路由以下几部实现。
3．1 DC-AC主回路与器件选择
(1)D塑封电感器C-AC主回路如图3所示。逆变主电路主要由全桥逆变电路、滤波器、高频升压变压器及LC滤波电路构成。功率MOSFET管G1，G2，G3，G4构成全桥逆变，用于塑封电感控制每个开关周期传递到变压器次级的直流能量。由于逆变电路的桥式结构，使逆变器具有了泄放通道，降低了功率MOSFET管的电压能力；高频升压变压器具有电气隔离、调整电压比和储能的作用，把电压提高到系统需要的电压等级；两个LC滤波器并联可滤除逆变输出SPWM波中的高次谐波分量，使输出波形正弦化，起到抑制电磁干扰的作用。
(2)开关元件的选择。设计采用的MOSFET管，是一种只有多数载流子导电的单极型器件，由于不存在少数载流子积蓄效应，开关速度快，而且它是一种绝缘栅器件，基本不需控制电流，因而驱动功率小，它也没有二次击穿现象，安全工作区宽，热稳定电感器的检测性好。
3．2 控制电路
控制电路主要实现控制逆变器的SPWM驱动信号和过流、欠过压保护功能，ARM嵌入式系统中的S3C2410为其核心部件。S3C2410具有丰富的内部设备的高性能、低功耗的8位微处理器。具有8路10位ADC转换通道，4路PWM定时器通道。减少了所需元器件，提高了系统的集成度和可靠性，而且还方便对系统的运行状态和参数进行监控、显示和处理大电流电感，使整个系统的设计非常方便。由该控制器产生的SPWM波形质量较好，频率稳定，满足设计要求。ARM开发板中的S3C2410中的其中3个端口作为A／D转换器的模拟输入端，可实现A／D的转换。
(1)驱动电路的设计。电路图如图4所示。
在逆变电路中采用CMOS管作为驱动管，其功耗低、结构简化、易于实现。
(2)保护功能的实现。保护电路采用硬件与软件结合的方案。硬件方面是对采样到的输入电压和反馈电流经分压信号处理后，送给控制器与设定的保护动作值相比较，若电压比设定的保护值小、电流比设定的保护值大，则由软件控制停止PWM的驱动，关断逆变电桥，反之则启动逆变电路，故障排除动作后，电源再自动恢复到正常状态。
4 系统软件设计
系统软件的算法部分主要功能是提供控制信号。
(1)获取参考电压频率值的流程。通过AD口采集到当前的电压和电流值，并与指定的值比较，如果电流大于指定电流，就停止输出SPWM波，实现过流保护，如果电压小于指定电压值，停止输出SPWM波，实现欠压保护。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AD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，实现最大功率跟踪。获取参考电压频率流程图如图5所示。
(2)SPWM波输出程序流程图。用输出的SPWM波来控制逆变桥的工作状态，因此调节SPWM波的相位、频率和幅值来改变输出电压的频率、相位和幅值。程序根据从AD口和中断程序中获的参数调节SPWM波的输出。SPWM波的输出流程如图6所示。
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