2016新能源发电综合实践指导任务书

期干烧既浪费电能，又容易损坏。如果发现人不在，这些仪表、工具没有关闭，对使用组扣 5 分/次。 （9）要求出勤时间：8：30~11：30，14：30~17：30。缺勤一次，扣 5 分。
五、其他说明
（1）自备笔记本电脑，需安装 CCS，ControlSUITE。 （2）因该综合实践的难度较大，为了使自己得到一个合理地分数，建议强强组合，并 合适地根据自己的能力选择每一项内容。 （3）实验室开门、锁门由指导老师负责。
三、验收安排
上述要求（1）~（6）的安排是由浅入深、由易到难、循序渐进的，要求（1） 在第二天下午验收，要求（2）在第五天下午验收，要求（3） 、 （4）在第七天下 午验收，在第十天下午进行整体验收。
四、加分与扣分
（1）原则上 3 人一组，因为此次课程设计任务较重，而且时间较短，只有 10 天，但不 反对 2 人一组，如 2 人一组，在测试成绩之上加 5 分。 （2）制作的电路布局合理、连线整齐有序，最高可加 5 分。 （3）如果烧坏功率器件或驱动芯片，每烧坏一只，全组扣 5 分；烧毁 DSP，全组扣 10 分；磁环易碎，绕制时要小心谨慎防止从高处坠落，摔坏磁环，全组扣 5 分。 （4） 使用的仪器要爱护， 如不会使用， 可请教指导教师， 如因自己失误导致仪器损坏， 则扣 20 分。 （5）为了保证元器件的重复利用，要求所有控制芯片必须通过芯片座焊接，并且要求 在验收后将可回收的元器件拆下来放到相应的回收盒中。拆坏主要元器件将根据情况扣分。 （6）桌椅要整洁，不允许将线头、焊锡末、损坏的元器件等散放在桌子上，将根据每 组桌面及所负责区域的整洁程度进行加分或扣分。 （7）工具以班级为单位进行分发和回收，班长、学习委员负责发放、回收和管理。如 这二人管理得当，没有丢失，将每人加 5 分。有丢失，每件扣 3 分。 （8）电流探头和万用表是用电池供电的，电池的生产及废弃都会对环境产生较大的污 染，请大家在不用时将其关闭，以减少电池的消耗，减少对环境污染。电铬铁功率较大，长
六、附录
表 1 可用元器件清单
名称
LAUNCHXL-F28377S 开发板 双排针 单排针 40P IR2110 IC 座 MOSFET IRF540 瓷片电容 102 瓷片电容 103 瓷片电容 104 瓷片电容 105 快恢复二极管 FR107 电流传感器 ACS712-5 SOP8 贴片转直插转接板 LMV358 UsartGPU 串口屏 1.8 寸 9*15 万用板 电阻 20 欧,1/4W 电阻 36K 欧,1/4W 电阻 3.6K 欧,1/4W 电阻 100 欧,1/4W 电阻 1K 欧,1/4W 电阻 10K 欧,1/4W 电阻 4.7K 欧,1/4W 电阻 15K 欧,1/4W 接线端子 KF128-2P LM3596S-ADJ 可调降压模块 470uf/100V 电解电容 单排座 40P 跳线帽 铁硅铝磁环
2016 新能源发电综合实践
一、任务
设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图 1 所示。用直流稳 压电源 U S 和电阻 R1 模拟光伏电池， 用函数信号发 U S 32V ，R1 5 10 ； 生器输出的正弦波（频率 45~55Hz，峰-峰值为 1~2V）经信号调理后作为正弦参 考信号，负载电阻 R2 5 10 。
DC AC 输入电压 U in 正弦u ref 信号 输入 U in 电压 输出 电流 输出 电压 信号调理 电路 信号调理 电路 A/D 信号调理 电路 信号调理 电路 GPIO 键盘 开、关机 PWM SCI 输出电流 输出电压
彩色 串口屏
iL
uC
DSP28377S
图 1 光伏并网发电模拟装置框图
二、设计要求
（1） 开关频率为 20KHz， DSP 内部编程产生频率为 50Hz 的正弦参考信号，DSP 能够输出正确的 SPWM 信号，并且具有 2us 的死区时间，能够通过开、关机键 控制 PWM 信号是否输出，开机前和关机后 DSP 输出的 4 路 PWM 信号均应为 低电平（10 分） 。 （2） 利用 IR2110、 IRF540 设计单相 H 桥逆变器， 利用提供的铁硅铝磁环 （KS168125A）绕制电感，用电流传感器 ACS712-5A 和运放 LMV358 设计输出电流采样 电路，用 LMV358 运放设计差分电路实现输入、输出电压的采集；用要求（1） 中设计的 PWM 程序控制 H 桥，H 桥的输入接 32V 直流稳压电源和电阻 R1（5 欧） ，输出经电感 L 接电阻 R2（5 欧） ，输出幅值为 2A 的电流，编写 A/D 采样 程序， 实现对输入电压， 输出电压、 电流的采样， 并利用串口屏显示， 注意： DSP 的内部 A/D 允许输入的电压范围是 0~3V， 要求设计的各信号调理电路的输出必 须是高于 0V，但最大不得超过 2.5V，要求运放 LMV358 采用单电源供电，电源
电压为 3.3V（30 分） ； （3）实现输入欠压（ U in 低于 25V） 、输出过流（电流幅值高于 2.5A）保护功能 （10 分） ； （4）设计 PI 调节器实现电流闭环控制，负载电阻 R2 在 5~10 欧变化时，输出电 流幅值稳定于 1A（15 分） ； （5）直流侧增加一路电流采样电路，计算逆变器输入功率，实现最大功率点跟 踪（MPPT）功能，内阻 R1 和负载电阻 R2 在 5~10 欧任意变化时，输入电压 U in 保持电源电压 U s 的一半（15 分） ； （6）发挥部分要求：用函数信号发生器产生的正弦信号（频率 45~55Hz，峰-峰 值为 1~2V）来取代 DSP 内部编程产生的正弦信号实现上述的功能要求。提示： 信号发生器输出的正弦波经信号调理后输入 A/D 作为正弦参考信号，编写锁相 程序，获取其相位（加 10 分） ；能够利用锁相算法求出输出电压、电流的基波分 量及其正交分量，利用单相瞬时功率理论计算逆变器输出功率，实现要求（5） 中的 MPPT 功能（加 10 分） 。 （7）报告。每人一份报告，应包括系统的总体框图、电路原理图、程序流程图、 各单元的软硬件设计说明、测试结果、总结（要详细写出自己在小组内的分工、 心得体会等）(10 分)。 （8）考勤和平时表现（10 分） 。
每组数量
1 2 1 2 2 4
说明
TI ControlSUITE 中有详细资料 用于将 DSP 开放板插到万用板上
2 1 5 3 1 1 提供电子版使用说明书
3 1 1 1 0 1 型号：KS168-125A
安规电容 0.47uf/275VAC 按键 直径 1mm 漆包线 国标 0.75 平方多股铜芯导线 国标 0.75 平方多股铜芯导线 AV0.2 平方单股铜芯导线 AV0.2 平方单股铜芯导线 焊锡丝 0.8mm（1KG/卷）
1
逆变器输出滤波电容 C
表 2 可用仪器和设备 名称 直流稳压电源 双通道数字示波器 电流钳 函数信号发生器 万用表 LCR 测试仪 10 欧/10A 滑线变阻器 测量磁环参数 作为内阻 R1 和负载电阻 R2 数量 说明