基于數字信號控制器(DSC)光伏水泵變頻器的研究

1．2．1 DC／DC升壓電路簡(jiǎn)述
1．2．1．1主電路選擇
對于中小功率的光伏水泵來(lái)說(shuō)，光伏陣列電壓大都是低壓(24v、36v、48V)，對于升壓主電路的選擇，人們一般選擇推挽電路，因為推挽電路變壓器原邊工作電壓就是直流側輸入電壓，同時(shí)驅動(dòng)不需隔離，因此比較適合輸入電壓較低的場(chǎng)合。但是偏磁問(wèn)題是制約其應用的一大不利因素，功率管的參數差異和變壓器的繞制工藝都有可能使推挽電路工作在一種不穩定狀態(tài)。基于諸多因素的考慮，本系統采用了結構新穎的推挽正激電路，此電路拓撲不僅克服了偏磁問(wèn)題，而且閉環(huán)控制也比較容易(二階系統)。

1．2.l.2推挽正激電路簡(jiǎn)單分析
推挽正激電路如圖2所示，由功率管S1及S2，電容C8和變壓器T組成，變壓器T原邊繞組N1及N2具有相同的匝數，同名端如圖2所示。當S1及S2同時(shí)關(guān)斷的時(shí)候，電容C8兩端電壓下正上負，且等于陣列電壓，當S1開(kāi)通，S1、N2和光伏陣列構成回路，N2上正下負，同時(shí)C8、N1和S1構成回路，C8放電，N1下正上負，此時(shí)的工作相當于兩個(gè)正激變換器的并聯(lián)。同理，當S2開(kāi)通S1關(guān)斷時(shí)，也相當于兩個(gè)正激變換器的并聯(lián)。經(jīng)過(guò)理論分析，推挽正激電路是一個(gè)二階系統，因此閉環(huán)控制簡(jiǎn)單，同時(shí)輸出濾波電感和電容大大減小。

1.2.2 dsPIC30F2010簡(jiǎn)單介紹
Microchip公司通過(guò)在16位單片機內巧妙地添加DSP功能，使Microchip的dsPIC30F數字信號控制器(DSC)同時(shí)具有單片機(MCU)的控制功能以及數字信號處理器(DSP)的計算能力和數據吞吐能力。因為它具有的DSP功能，同時(shí)具有單片機的體積和價(jià)格，所以本系統采用此芯片作為控制器。此芯片主要適用于電機控制，如直流無(wú)刷電機、單相和三相感應電機及開(kāi)關(guān)磁阻電機；同時(shí)也適用于不間斷電源(UPS)、逆變器、開(kāi)關(guān)電源和功率因數校正等。dsPIC30F2010管腳示意如圖3所示。

1．2.2．1 主要結構
12KB程序存儲器；
512字節SRAM：
1024字節EEPROM；
3個(gè)16位定時(shí)器；
4個(gè)輸入捕捉通道；
2個(gè)輸出比較／標準PWM通道；
6個(gè)電機控制PWM通道；
6個(gè)10位500kspsSA／D轉換器通道。

l 2．2．2 主要特點(diǎn)
A／D采樣速度快且多通道可以同時(shí)采樣；
6個(gè)獨立／互補／中心對齊／邊沿對齊的PWM：
2個(gè)可編程的死區；
在噪聲環(huán)境下5V電源可正常工作；
最低工作電壓3V；
A／D采樣和PWM同期同步。