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2.2 性能標準

（1）當RS=RL=30Ω時，DC-AC變換器的效率 ≥80%。

（2）當RS=RL=30Ω時，輸出電壓uo的失真度THD≤1%。

（3）具有輸入欠壓保護功能，動作電壓Ud（th）=（25±0.5）V。

（4）具有輸出過流保護功能，動作電流Io（th）=（1.5±0.2）A。

（5）過流、欠壓故障排除后，裝置能自動恢復為正常狀態(tài)。

（6）當負載溫度過高時，系統(tǒng)停止工作。

三、方案設(shè)計

3.1 系統(tǒng)功能實現(xiàn)原理

1.最大功率跟蹤方案

采經(jīng)典MPPT算法，對光伏電網(wǎng)的輸出電壓和電流進行連續(xù)采樣，尋找P=U*I最大的點，即最大功率點。此方法變化步進由模擬光伏電池輸出端的電壓變化速率決定，能夠快速逼近最大功率點。

2. DC-AC電路方案

我們使用FPGA產(chǎn)生SPWM波信號驅(qū)動半橋或全橋DC-AC逆變器，經(jīng)輸出LC濾波后得到逆變信號。此方案中SPWM波的產(chǎn)生是由軟件實現(xiàn)的。DC- AC的逆變電路由分立元件搭建的，采用高速功率開關(guān)IRF540N及MOS管驅(qū)動芯片IR2110搭建電路。通過調(diào)節(jié)調(diào)制比來調(diào)節(jié)MOS管的通斷，從而調(diào)節(jié)逆變電壓的大小。

3.同頻同相控制方案的實現(xiàn)

采用邊沿觸發(fā)法和數(shù)字反饋調(diào)節(jié)法進行調(diào)整。分別對輸入?yún)⒖夹盘柡头答佇盘柪帽容^器整形之后，對其上升沿進行檢測，這個操作由硬件實現(xiàn)得到其頻率和相位的差值，在FPGA內(nèi)部由數(shù)字反饋的方式對再對輸入信號進行相位調(diào)整，這些操作都由軟件實現(xiàn)。

4.欠壓、過流，溫度過高保護電路

通過檢測輸入電壓Ud，輸入電流Id和輸出電流Io的數(shù)值，用ADC0809轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號反饋到FPGA控制系統(tǒng)中，F(xiàn)PGA控制繼電器的通斷來實現(xiàn)欠壓和過流保護。通過溫度傳感器對負載溫度進行測量，當溫度過高時控制繼電器斷開。

5.單相全橋逆變電路及其驅(qū)動電路

采用IR2110為半橋驅(qū)動芯片，只需連接自舉電容，利用內(nèi)部自舉電路即可實現(xiàn)對橋路的驅(qū)動，對于全橋電路只需將兩片IR2110驅(qū)動各自的半橋即可。

6.電壓電流的測量

輸入電流的測量通過測量串入回路的小電阻的兩端的電壓，再由AD620放大100倍，再進行A/D轉(zhuǎn)換再讓FPGA計算出當時所檢測到的電流大小，并顯示；

7. 輸出端電流Io為交流，先同測輸入端電流方法一樣放大100倍后，再由AD637轉(zhuǎn)為直流電壓再同（2）中計算并顯示。

3.2 硬件資源配置

放大器使用AD620，有效值轉(zhuǎn)換使用AD637，A/D轉(zhuǎn)換使用ADC0809，最小系統(tǒng)使用FPGA，驅(qū)動芯片使用IR2110，MOS管使用IR540，溫度傳感器使用ST公司贈予的STEVAL-MKI062V2開發(fā)套件中的溫度傳感器，以及一些元器件