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标题: 【电路设计】＋光伏并网发电模拟装置 [打印本页]

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-11 22:15
标题: 【电路设计】＋光伏并网发电模拟装置

本系统采用两块TI的MSP430F169单片机为主控芯片, 一块主机，一块从机，并采用专用的PWM控制芯片UC3525采用前置反馈的第一级DC-DC电路，稳定输入电压Ud，实现最大效率跟踪(MPPT)，主机检测输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、和反馈波形与标准波形的相位差。从机跟踪标准频率，并发出与标准正弦波同频同相的两路驱动波形。第二级DC-AC电路根据从机发出来的驱动波形实现全桥逆变，输出与标准波形同频同相的正弦波，保证并网安全。根据主机采样来的电压电流信号进行处理，实现过流保护和欠压保护。

[attach]379408[/attach]

1.2总体方案设计

根据题目要求，输入电压是有直流稳压电源提供的60V直流电压，通过一个电压源模拟内阻Rs，在通过DC-DC升压电路，采用UC3525为PWM控制芯片，采用前置反馈，使Ud两端的电压稳定在30V，实现最大功率点跟踪（MPPT）功能，MSP430单片机对Ud和输入回路的电流进行AD采样，可以时时检测Ud的变化，如果Ud欠压，就继电器关断主回路，并且再次检测，如果Ud大于24.5V，可以实现输入欠压的自动恢复。题目要求频率，相位跟随，故采用全桥逆变后经过LC滤波，工频变压器输出和反馈。输出交流电压的采样，输出交流电流的采样，输出保护，如果输出电流大于1.3A，输出保护继电器断开，继电器两端的30欧的电阻工作，再次检测输出电流小于0.65A，输出继电器闭合，电路正常工作，从而实现输出过流保护，再通过MSP430单片机采样标准的2V Vpp的正弦信号，通过过零比较器转换为方波，测量出标准正弦信号的频率，在通过软件生成同频率的SPWM波形，从而来实现频率跟踪，在将标准的正弦波信号和变压器反馈电压信号转换为两路方波信号，测量出其相位差，在将相位差转换为对应的点数，从而将反馈电压的相位向左或向右移动相应的点数，从而实现相位跟随。液晶来显示一些被检测的值和关键参数，辅助系统调试。

1.2方案论证与选择

1.2.1主控芯片的选择

方案1：用一块DSP做主控芯片，以实现发送SPWM和电压，电流，频率相位检测以及保护电路。DSP的成本略高，但是它的频率高速度快，发送SPWM的正弦点数比较多，输出的波形比较稳定。但是由于检测的信号过多，程序中中断的需求比较多，导致做出来的spwm不太稳定，会有畸变。对程序的要求也比较大，要分析程序与程序之间的干扰。

方案2：

通过TI的两块MSP430F169为控制芯片，一块用作主机，一块用作从机，主机做电压，电流，相位检测以及保护电路。从机做spwm和频率检测，主机和从机以一组IO直接相连传输相位偏差。在成本方面，两块主控价格略高，但是外围电路需求比较简单，总体成本比低。而且程序之间干扰很少，能做到失真度比较小，频率跟踪稳定。主机还可以做扩展控制。

根据以上的分析，根据成本和失真度，我们选用两块MSP430F169做主控芯片。

1.2.2主体电路的选择

方案1：一级DC-AC做主体电路。DC-AC电路有升高负载的作用，虽然可调，但是调整的范围比较小，做的MPPT不是很稳定。但是只有一级变换效率比较高。

方案2：用一级升压DC-DC做前级，用DC-AC做后级，两级输出。DC-DC做调整MPPT

，用前级反馈，实现比较简单。后级用DC-AC输出，输出可调。两级变换效率比较低，但电源的功率做到最大。

根据以上分析，我们选取第2种方案。

[attach]379410[/attach]

[attach]379412[/attach]

作者: dirtwillfly 时间: 2014-12-11 22:45

感谢分享

作者: shenmu2012 时间: 2014-12-14 22:50
非长不错的方案的，，参考了吧。

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-15 05:45

dirtwillfly 发表于 2014-12-11 22:45
感谢分享

:handshake

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-15 05:45

shenmu2012 发表于 2014-12-14 22:50
非长不错的方案的，，参考了吧。

:handshake

作者: yangguangaisha 时间: 2014-12-15 08:10
电路不全吧

作者: gexingyouxian 时间: 2014-12-15 08:14
很高大上的样子

作者: acer4736 时间: 2014-12-15 08:20
两块单片机怎样工作呢

作者: jinpaidianzi 时间: 2014-12-15 08:23
木有接触过光伏

作者: teabottle 时间: 2014-12-15 08:28
有代码分享吗

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-15 09:25

teabottle 发表于 2014-12-15 08:28
有代码分享吗

相位跟踪子程序
/*****************************************************************************
定时器B中断0  每次进中断改变占空比
******************************************************************************/
#pragma vector= TIMERB0_VECTOR
__interrupt void Time_B0()
{

  n++;
  if(n==N0)
  {
n=0;
i++;
TBCCR1=tab2;
if(i==40)
{
   i=0;
   P5OUT ^=0xff;
}
  }
}

#pragma vector=TIMERA0_VECTOR
__interrupt void TimerA0(void)
{

CCTL0&=~CCIE; // 关闭捕获中断0。
TACTL |=TACLR;
i=35+m;          //设置点位初值，为延迟值+相位差

CCTL1 |= CCIE; // 开捕获中断1
}
#pragma vector=TIMERA1_VECTOR
__interrupt void Timer_A1(void)
{

  switch( TAIV )
  {
  case  2:  CCTL1 &=~ CCIE; // 关闭捕获中断1。
         old_cap = TACCR1;
         bzfre = old_cap/200;
         old_cap =20000000/old_cap;
         ti[1]=old_cap;
         CCTL0 |= CCIE; // 开启中断0
         break;
  case  4:
         break;
  case 10:  break;
}
}

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-15 09:26

acer4736 发表于 2014-12-15 08:20
两块单片机怎样工作呢

主从协同工作，通过串口通信。

作者: comeon201208 时间: 2014-12-15 20:57
新能源的利用啊，，能够并网的话就更好了

作者: wangjinlili 时间: 2014-12-16 07:58
国内现在很火的产业

作者: meishizhaoshi 时间: 2014-12-16 08:01
学习学习呵呵

作者: shibalihuandao 时间: 2014-12-16 08:08
学习学习楼主多分享一些啊

作者: zgsxhzac 时间: 2014-12-16 08:13
一直不明白光伏发电的原理

作者: sishangcine 时间: 2014-12-16 08:18
不错的分享

作者: heibaiyinjiag 时间: 2014-12-16 08:24
学习一下多谢分享

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-16 09:12

zgsxhzac 发表于 2014-12-16 08:13
一直不明白光伏发电的原理

光伏电池为直流，经过升压，逆变成交流的原理。

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-16 09:12

sishangcine 发表于 2014-12-16 08:18
不错的分享

:handshake

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-16 09:12

heibaiyinjiag 发表于 2014-12-16 08:24
学习一下多谢分享

:victory:

作者: luoxiao8302 时间: 2014-12-16 10:01
分享的很好啊。

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-16 11:32

luoxiao8302 发表于 2014-12-16 10:01
分享的很好啊。

:handshake

作者: taihezhibanh 时间: 2014-12-17 08:02
很有学习价值

作者: beiwaroad 时间: 2014-12-17 08:05
一直都不明白光伏是怎么回事

作者: xichengmadia 时间: 2014-12-17 08:11
好想看实物什么样

作者: engtafanzhuan 时间: 2014-12-17 08:16
多谢分享楼主辛苦

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-17 08:51

engtafanzhuan 发表于 2014-12-17 08:16
多谢分享楼主辛苦

:handshake

作者: firstblood 时间: 2014-12-17 21:42
采用专用的PWM控制芯片UC3525采用前置反馈的第一级DC-DC电路，稳定输入电压Ud，实现最大效率跟踪(MPPT)，主机检测输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、和反馈波形与标准波形的相位差。

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-17 21:45

firstblood 发表于 2014-12-17 21:42
采用专用的PWM控制芯片UC3525采用前置反馈的第一级DC-DC电路，稳定输入电压Ud，实现最大效率跟踪(MPPT)，主 ...

:handshake

作者: tiger13579 时间: 2014-12-17 23:07
学习学习！

作者: chao11yue 时间: 2014-12-20 14:15
很强大的设计

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-20 14:22

chao11yue 发表于 2014-12-20 14:15
很强大的设计

:handshake

作者: haidixibahe 时间: 2014-12-20 14:25
多谢楼主分享辛苦了

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-20 14:40

haidixibahe 发表于 2014-12-20 14:25
多谢楼主分享辛苦了

:handshake

作者: someontime 时间: 2014-12-20 14:43
学习学习希望楼主多分享一些类似的文档

作者: specialfrin 时间: 2014-12-20 14:54
不错不错支持一下

作者: justbybing 时间: 2014-12-20 15:00
好文档收藏了

作者: someonewho 时间: 2014-12-20 15:14
分享文档在哪里

作者: waitingf 时间: 2014-12-20 15:16
好高端的装置看一看

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-20 15:16

someontime 发表于 2014-12-20 14:43
学习学习希望楼主多分享一些类似的文档

:handshake

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-20 15:16

specialfrin 发表于 2014-12-20 14:54
不错不错支持一下

:handshake

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-20 15:17

someonewho 发表于 2014-12-20 15:14
分享文档在哪里

就是这篇**啊。

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-20 15:17

waitingf 发表于 2014-12-20 15:16
好高端的装置看一看

:handshake

作者: hk1234 时间: 2014-12-20 15:24
双cpu，赞一个！

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-20 15:24

hk1234 发表于 2014-12-20 15:24
双cpu，赞一个！

:handshake

作者: biaohuang 时间: 2014-12-21 07:24
谢谢分享！

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-21 09:59

biaohuang 发表于 2014-12-21 07:24
谢谢分享！

:handshake

作者: tiger13579 时间: 2014-12-21 16:58
拓扑很复杂啊。

作者: flower_huanghua 时间: 2014-12-21 20:54

tiger13579 发表于 2014-12-21 16:58
拓扑很复杂啊。

:handshake

作者: flower_huanghua 时间: 2015-1-11 15:58
此系统从CPU主要做交流电压，电流的采样运算！

作者: hk1234 时间: 2015-1-11 16:00
赞一个！

作者: flower_huanghua 时间: 2015-1-12 12:04

hk1234 发表于 2015-1-11 16:00
赞一个！

:victory:

作者: vivilzb1985 时间: 2015-1-12 17:28
该方案非常不错的，参考了的。

作者: flower_huanghua 时间: 2015-1-12 19:09

vivilzb1985 发表于 2015-1-12 17:28
该方案非常不错的，参考了的。

:handshake

作者: 放学后别跑 时间: 2015-3-6 15:22
顶一个  慢慢看  学习了

作者: shenmu2012 时间: 2015-3-8 15:48
采用专用的PWM控制芯片UC3525采用前置反馈的第一级DC-DC电路，稳定输入电压Ud，实现最大效率跟踪(MPPT)，主机检测输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、和反馈波形与标准波形的相位差。

作者: firstblood 时间: 2015-3-9 20:07
这个采用主从机的设计方案的，在控制上就更精确了。

作者: epxux0779 时间: 2015-8-23 09:50
看了你设计的光伏你变电路，请问一下你的硬件保护电路是怎样设计的，怎样实现过压过流保护，防止IC被烧坏

作者: 知识阅览者 时间: 2015-9-12 22:37

zgsxhzac 发表于 2014-12-16 08:13
一直不明白光伏发电的原理

呵呵，看看硅晶体的原理你就懂了！！

作者: comeon201208 时间: 2015-9-13 21:15
采用专用的PWM控制芯片UC3525采用前置反馈的第一级DC-DC电路，稳定输入电压Ud，实现最大效率跟踪(MPPT)，主机检测输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、和反馈波形与标准波形的相位差。

作者: cyfsww 时间: 2015-10-26 13:20
学习一下，感谢分享

作者: king成1126 时间: 2015-10-29 21:35
学习学习

作者: jndisheng 时间: 2015-12-31 13:56
不错的资料

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