随着新能源发电技术的发展,以三电平为主的多电平技术已应用于风力发电和太阳能发电的并网逆变器中。数字控制方法在电力电子变换器中得到越来越广泛的应用,和传统的模拟控制相比,数字控制系统有很高的精确度、鲁棒性和灵活性。本文引入了开关状态函数化的分析方法,以二极管钳位三电平逆变器为研究对象,并以DSP数字控制芯片为核心,设计并实现了数字控制的小功率多电平逆变器。本文提出了开关状态函数化的分析方法,将开关状态与开关角之间建立起数学函数关系,通过控制开关角度得到开关管所需要的驱动信号。首先分析了半桥式逆变器的开关状态函数化,并通过开关模块变换的方法推导出二极管钳位三电平逆变器的拓扑结构以及N电平逆变器的拓扑结构,进而对三电平逆变器进行了开关状态的函数化分析,之后将这种分析方法延伸及推广到了电平逆变器中。在系统建模和分析的基础之上,进行了系统硬件设计和软件设计。硬件部分主要包括主电路、控制电路和隔离电路,对各部分所需的器件进行了设计选择,并绘制了PCB板;软件部分以使用了TMS320LF2407A DSP芯片的ICETEK-LF2407-A评估板为核心,进行主程序和中断程序的设计,完成系统所需的DSP的初始化过程和算法实现过程。应用程序以C语言编程为主,并嵌套了汇编语言。论文中给出了软件流程图和实验结果,并对实验波形进行了分析说明。实验结果表明,开关状态函数化的方法是切实可行的。最后,对全文的主要研究内容进行了总结,给出了主要研究结论,指出了设计过程中存在的不足之处,提出了下一步要做的工作。
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