基于單片機的光伏正弦波逆變電源

3 串行通信

為了增強系統適應不同環(huán)境的能力，有必要對系統進(jìn)行監控監測及對參數進(jìn)行修改調節，本系統采用串行通信技術(shù)同外界鍵盤(pán)監控系統進(jìn)行通信。程序上采用查詢(xún)方式，周期性地向外界發(fā)送檢測的數據，檢測的數據包括太陽(yáng)電池電壓、充電電流、蓄電池電壓、直流側電流、輸出電壓、輸出電流、散熱器溫度等，當發(fā)生故障時(shí)優(yōu)先發(fā)送故障信號，當需要修改參數時(shí)就接收數據并修改相應參數，并使用校驗和校驗的方法檢驗數據通信的準確性。硬件采用MAXIM公司的MAX485作為接口芯片使其工作于半雙工模式，同時(shí)本系統采用光耦隔離的辦法以增強系統抗干擾能力，提高可靠性。

4 系統的軟件設計

本系統軟件采用模塊化設計，包括初始化模塊、保護模塊、調節器模塊、通信模塊、中斷程序模塊等，除中斷模塊外其余模塊都放在主程序中進(jìn)行，主程序框圖見(jiàn)圖4。

圖4 主程序流程圖

初始化模塊主要完成系統的初始化、各變量單元、各寄存器單元賦初值。

保護模塊根據電壓電流采樣值進(jìn)行故障判斷，并在故障發(fā)生時(shí)封鎖PWM的輸出。保護包括蓄電池欠壓、蓄電池過(guò)壓、系統過(guò)載、過(guò)熱保護等，其中蓄電池欠壓、過(guò)壓保護能夠實(shí)現自恢復，即在檢測到蓄電池電壓又恢復正常時(shí)，系統重新軟啟動(dòng)并恢復正常工作。過(guò)流保護由于需要快速反應故采用硬件保護，當過(guò)流發(fā)生時(shí)就立即封鎖全部PWM輸出，也立即封鎖全部驅動(dòng)電路，只有重新復位時(shí)才能恢復工作，軟件可判斷出是否發(fā)生過(guò)流保護。

調節器模塊完成對系統輸出電壓穩壓的PI調節，使輸出電壓穩定在220V，同時(shí)軟啟動(dòng)也放在其中。其入口參數為軟啟動(dòng)輸出，出口參數M送到中斷模塊中參與PWM脈寬的計算。通過(guò)實(shí)時(shí)調節該參數的值就能改變脈寬值從而使輸出跟隨給定。

中斷程序模塊完成SPWM波形的發(fā)出、交流電壓、交流電流參數的采樣。中斷的入口參數為PI調節器的輸出參數M，該參數參與脈寬的計算即PVALX(H:L)值的計算，從而改變了占空比也即調節了輸出電壓。按照SPWM的規則2采樣的方法，結合初始化中對PWMMC的設定得脈寬的實(shí)時(shí)計算公式為

正半周期：

PVALX(H:L)=PMOD(H:L)/2＋M×SIN(PTR)

負半周期：

PVALX(H:L)=PMOD(H:L)/2－M×SIN(PTR)

其中PTR為正弦表指針，SIN(PTR)為對應PTR指針的正弦值。