專利名稱：光伏并網(wǎng)逆變器pwm控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能發(fā)電技術(shù)，具體說就是一種光伏并網(wǎng)逆變器PWM控制器。
背景技術(shù)：
光伏并網(wǎng)逆變器是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的能量變換環(huán)節(jié)，它的主要作用是將太陽能電池板所輸出的直流電換成符合電網(wǎng)要求的交流電再輸入電網(wǎng)的設(shè)備，是并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換與控制的核心。光伏并網(wǎng)逆變器其性能不僅是影響和決定整個光伏并網(wǎng)系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定、安全、可靠、高效地運(yùn)行，同時也是影響整個系統(tǒng)使用壽命的主要因素。PWM控制器是光伏逆變器的核心部分，對變流器的穩(wěn)定運(yùn)行起著決定性作用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種光伏并網(wǎng)逆變器PWM控制器。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它是由模擬信號調(diào)理單元、數(shù)字信號處理單元、CANBUS接口電路、CPLD接口電路、直流母線過壓檢測單元、光纖接口和系統(tǒng)供電及電源檢測電路組成的，模擬信號調(diào)理單元連接數(shù)字信號處理單元和直流母線過壓檢測單元，直流母線過壓檢測單元連接CPLD接口電路，CPLD接口電路連接光纖接口，數(shù)字信號處理單元分別連接CANBUS接口電路和CPLD接口電路，系統(tǒng)供電及電源檢測電路分別連接模擬信號調(diào)理單元、數(shù)字信號處理單元、CPLD接口電路、光纖接口。本實用新型一種光伏并網(wǎng)逆變器PWM控制器，采用的TMS320F2812是一款32位定點數(shù)字信號處理器，既具有數(shù)字信號處理能力，由具有強(qiáng)大的事件管理能力和嵌入式控制能力，在PWM控制方面有著廣泛的應(yīng)用。采用電網(wǎng)電壓定向的空間矢量PWM控制，實現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)變流器的四象限運(yùn)行，采用前饋控制解耦策略，實現(xiàn)有功無功分別控制。本實用新型利用CANBUS實現(xiàn)變流器主DSP與變流器PWM控制器之間的通訊，PWM控制器可以接受主DSP的控制命令，同時將自身狀態(tài)上傳給主DSP，實現(xiàn)了電源電壓監(jiān)測功能和直流母線電壓監(jiān)測功倉泛。

圖I為本實用新型的PWM控制器原理框圖；圖2為本實用新型的供電及電源檢測電路圖；圖3為本實用新型的直流母線過壓檢測電路圖；圖4為本實用新型的模擬信號調(diào)理電路圖；圖5為本實用新型的CAN接口電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖舉例對本實用新型作進(jìn)一步說明。實施例I :結(jié)合圖1，本實用新型一種光伏并網(wǎng)逆變器PWM控制器，它是由模擬信號調(diào)理單元(1)、數(shù)字信號處理單元(2 )、CANBUS接口電路(3 )、CPLD接口電路(4 )、直流母線過壓檢測單元(5)、光纖接口(6)和系統(tǒng)供電及電源檢測電路(7)組成的，模擬信號調(diào)理單元(I)連接數(shù)字信號處理單元(2 )和直流母線過壓檢測單元(5 )，直流母線過壓檢測單元
(5)連接CPLD接口電路(4)，CPLD接口電路(4)連接光纖接口(6)，數(shù)字信號處理單元(2)分別連接CANBUS接口電路(3 )和CPLD接口電路(4 )，系統(tǒng)供電及電源檢測電路(7 )分別連接模擬信號調(diào)理單元(I)、數(shù)字信號處理單元(2)、CPLD接口電路(4)、光纖接口(6)。實施例2 :結(jié)合圖I-圖5，本實用新型一種光伏并網(wǎng)逆變器PWM控制器，以TMS320F2812為核心DSP處理器，該處理器內(nèi)部自帶12位16路高速ADC，完全可以滿足本控制器數(shù)據(jù)采集的需要。經(jīng)傳感器采集的模擬信號經(jīng)信號調(diào)理電路送給處理器的AD采集部分，處理器通過事件管理器中的定時器中斷觸發(fā)AD采集，采集到的模擬量數(shù)據(jù)經(jīng)過Q格式轉(zhuǎn)換后被用于矢量控制運(yùn)算。矢量控制運(yùn)算后的結(jié)果是產(chǎn)生PWM波形，該波形經(jīng)過CPLD部分處理后送給光纖接口部分，用于驅(qū)動IGBT。IGBT本身自帶故障返回信號，如果上電后IGBT狀態(tài)不正?；蛘哌\(yùn)行過程中出現(xiàn)過流、過溫故障，就會通過光纖返回一個錯誤信號，該信號經(jīng)過CPLD接口部分后，送到DSP的功率保護(hù)中斷管腳，該管腳檢測到錯誤信號后自動封鎖IGBT。TMS320F2812自帶CAN2. OB總線，該總線的速率高達(dá)1Mbps，可以滿足PWM控制去器與主DSP之間通訊的需要。為防止DSP程序跑飛后由于直流母線過壓導(dǎo)致IGBT損壞，本實用新型設(shè)置了直流母線硬件過壓檢測電路，當(dāng)直流母線電壓達(dá)到硬件保護(hù)值后，該檢測電路送出的信號經(jīng)CPLD處理后自動封鎖PWM信號。如圖2所示，因為TMS320F2812的內(nèi)核和IO分別需要I. 8V和3. 3V兩種電壓，所以電源部分采用TPS70351電源芯片，該芯片有兩路電源輸入和兩路電源輸出，5V電源到達(dá)PWM控制器后，接到TPS70351的5V輸入端，產(chǎn)生DSP和其他芯片所需要的3. 3V電源。同時5V電源經(jīng)過LDO降壓后接到TPS70351的5V輸入端，產(chǎn)生DSP所需要的I. 8V電源。為了滿足AD采集的需要，5V電源經(jīng)另外一個LDO降壓后產(chǎn)生的3. 3V電源專門給DSP的AD采集部分供電?？刂葡到y(tǒng)±5V電源檢測電路，電路采用LM339作為電壓比較器，輸入端采用電阻分壓與2V基準(zhǔn)電壓比較，此電路設(shè)定電壓誤差范圍±10%。當(dāng)電源超出誤差范圍，輸出端為高電平(ERR0R_P5_N5端為高)，即電源報警信號。如圖3所示直流母線過壓報警電路，設(shè)定好電路報警門限后電路采用LM339作為電壓比較器，輸入端采用電阻分壓，AD4、AD15同為直流母線電壓信號，AD4通道信號與I. 5V基準(zhǔn)電壓比較，AD15通道信號與2V基準(zhǔn)電壓比較，兩路信號經(jīng)過與一個門邏輯電路最后輸出，即當(dāng)AD4、AD15兩路測量結(jié)果同時過壓時，整個報警電路輸出高電平(2DC0V端為高)，即直流母線過壓報警信號。如圖4所示，交流信號經(jīng)互感器采集和電阻取樣后轉(zhuǎn)換為-3V +3V電壓信號。該信號經(jīng)第一級運(yùn)放INA128電路轉(zhuǎn)換為-3V +3V電壓信號，再經(jīng)第二級運(yùn)放INA157電路，INA157的I腳外加+1. 5V基準(zhǔn)，將輸入電壓的一半后偏置I. 5V輸出給TMS320F2812的ADC通道。直流信號經(jīng)互感器采集和電阻取樣后轉(zhuǎn)換為OV +3V電壓信號，該信號經(jīng)第一級運(yùn)放INA128電路轉(zhuǎn)換為OV +3V電壓信號直接送給TMS320F2812的ADC通道。I. 5V基準(zhǔn)電壓由TMS320F2812輸出的IV，2V電壓經(jīng)運(yùn)放運(yùn)算后得到。如圖5所示TMS320F2812的CAN接口經(jīng)CAN收發(fā)器PCA82C250轉(zhuǎn)換后，變成差分的CAN信號。
權(quán)利要求1.ー種光伏并網(wǎng)逆變器PWM控制器，它是由模擬信號調(diào)理單元(I)、數(shù)字信號處理單元(2)、CANBUS接ロ電路(3)、CPLD接ロ電路(4)、直流母線過壓檢測單元(5)、光纖接ロ(6)和系統(tǒng)供電及電源檢測電路(7 )組成的，其特征在干模擬信號調(diào)理單元(I)連接數(shù)字信號處理單元(2)和直流母線過壓檢測單元(5)，直流母線過壓檢測單元(5)連接CPLD接ロ電路(4 )，CPLD接ロ電路(4 )連接光纖接ロ( 6 )，數(shù)字信號處理單元(2 )分別連接CANBUS接ロ電路(3)和CPLD接ロ電路(4)，系統(tǒng)供電及電源檢測電路(7)分別連接模擬信號調(diào)理單元(I)、數(shù)字信號處理單元(2)、CPLD接ロ電路(4)、光纖接ロ(6)。
專利摘要本實用新型提供一種光伏并網(wǎng)逆變器PWM控制器。它是由模擬信號調(diào)理單元、數(shù)字信號處理單元、CANBUS接口電路、CPLD接口電路、直流母線過壓檢測單元、光纖接口和系統(tǒng)供電及電源檢測電路組成的，模擬信號調(diào)理單元連接數(shù)字信號處理單元和直流母線過壓檢測單元，直流母線過壓檢測單元連接CPLD接口電路，CPLD接口電路連接光纖接口，數(shù)字信號處理單元分別連接CANBUS接口電路和CPLD接口電路。本實用新型利用CANBUS實現(xiàn)變流器主DSP與變流器PWM控制器之間的通訊，PWM控制器接受主DSP的控制命令，將自身狀態(tài)上傳給主DSP，實現(xiàn)了電源電壓監(jiān)測功能和直流母線電壓監(jiān)測功能。
文檔編號H02M7/5395GK202406055SQ201120427988
公開日2012年8月29日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者何建華, 劉嘉, 周家琪, 周維來, 孫敬華, 張哲 申請人:哈爾濱九洲電氣股份有限公司