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根据高频变压器的逆变器架构的规划

本站为您提供的基于高频变压器的逆变器架构的设计,分立式逆变器挑战 分立式逆变器使用的直流电来自电池中的太阳能模块或其他电源,它会根据需要将直流电转换为交流电。在用户对电源的要求不断变化的应用中,设计人员必须能够按相并联额外的逆变器,或者必须使产品适用于三相工作环境。此外,他们还需有效切实地提供此类电源。这就要求逆变器采用灵活的设计,能够轻松适应未来的任何需求。 另外,鉴于应用领域的性质,这些逆变器必须小巧且便于携带。

分立式逆变器应战

分立式逆变器运用的直流电来自电池中的太阳能模块或其他电源,它会依据需求将直流电转换为沟通电。在用户对电源的要求不断改变的运用中,规划人员有必要能够按相并联额定的逆变器,或许有必要使产品适用于三相作业环境。此外,他们还需有用切实地供给此类电源。这就要求逆变器选用灵敏的规划,能够轻松习惯未来的任何需求。

别的,鉴于运用领域的性质,这些逆变器有必要细巧且便于带着。例如,像偏僻露营地、船上,以及需求紧迫备用电源而一般又没有电网供电的场所,这些状况下就需求运用电源。一起这些类型的逆变器有必要简略易用且能够进行现场修理。

处理方案

客户的逆变器仅重8千克,可接受24V或48V的标称电池电压,能够供给2200 VA的标称输出,功率最高达93%。这些分立式逆变器将充电技能和逆变器融为一体。为了完成细巧的外形且便利带着,客户选用了依据高频变压器的逆变器架构,该架构由输入高频功率级、高频变压器、中心直流链路以及输出功率级组成。这样一来,分立式逆变器只需依托于小型高频变压器,而不用像其他同类规划中那样选用巨大的低频重型变压器。

经过运用此高频概念,衔接到逆变器的负载简直直接与输出级相连,然后消除了选用低频变压器规划时一般面对的衰减问题。也就是说,能够经过输出功率级来调理负载端的一切动摇。该规划过程中面对的一个首要应战是,需求高效施行此架构并输出一个契合频率、电压和谐波失真规范的高质量正弦波。

别的,关于如安在沟通端并联及切换分立式逆变器,客户也面对多项应战。原因在于分立式逆变器起到电压源的效果,它会发生特有的安稳输出电压并依据衔接的负载调理电流。因而,衔接两个或更多个电压源而它们又互不同步时,将形成负载不对称且电流在电压源之间活动而不会流入负载。这会导致功率损耗并发生无功功率。更让人忧虑的是,这种电流还或许损坏电源。

假如两个电压源之间存在细小相移,也或许呈现这种不对称的状况,然后导致两个电压源之间呈现电压差并致使电压源在沟通端直接相连。这是由于电阻十分低,导致逆变器之间发生十分大的电流。为了处理这个问题,客户选用了十分快速且准确的操控与通讯算法。

鉴于多个分立式逆变器并联运转这一作业需求,客户有必要提出一套模块化规划概念。备用逆变器的作业方式与规范逆变器((DC -AC)类似,它选用与发电机相同的电源电子电路经过沟通电源(AC -DC)对电池进行充电。现在,市场上没有任何一款逆变器能够支撑此功用并依托于高频变压器架构。为了完成这些方针,有必要开宣布全新的接口和操控战略。图1中的框图最恰当地描绘了这一概念。客户设想的逆变器体系包括四个不同的功用模块,由三个不同的信号操控器操控:

1. DC-DC

2. DC-AC

3. 显现和用户界面

经过对市场上供给的多种数字信号操控器(Digital Signal Controller,DSC)进行研究之后,客户选用了Microchip Technology的dsPIC(r) DSC。该dsPIC DSC配有电源友爱型外设,例如依据计数器的脉宽调制(Pulse-Width-ModulaTIon,PWM)模块、依据模仿比较器的反应和协调模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)采样;此外还能在单个时钟周期内完成快速乘法。这些功用的组合使得dsPIC30F DSC可应对客户逆变器所需的各种操控环算法的高履行速率。

别的,这些高度集成的DSC消除了对许多外部元件的需求,例如复位操控器、存储芯片、ADC和操控器局域网(Controller Area Network,CAN)操控器。经过供给最高可达30 MIPS的履行速率,dsPIC30F DSC可保证提高逆变器体系的功率和可靠性。DSC的别的一个优势是支撑各种作业电压(2.5V-5.5V),可保证后续顺畅晋级。

DSC还具有各种容量的闪存和RAM并装备多种衔接选项,这也有助于完成灵敏的模块化逆变器规划。例如,在直流到直流功率级功用模块中,dsPIC30F5015 DSC操控电池输入与高频变压器之间的高频级。客户还运用此器材准确丈量电池的电压和电流。直流到沟通功率级模块上选用了dsPIC30F6010A,用于使电源电子电路经过份额积分(ProporTIonal Integral,PI)操控环(专利申请中)。

dsPIC30F6010A经过CAN总线与用于逆变器前面板和显现操控的dsPIC30F5011相连。它还会依据用户的指令调整逆变器的功用形式。客户专门选用了dsPIC30F5011来履行此使命,由于它配有66 KB的闪存和一个CAN接口。别的,dsPIC30F5011的片上闪存可协助存储逆变器多语言用户界面的一切图形图标。凭借前面板上的导航键,用户能够轻松阅读各种作业形式和菜单。

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