基于DSP的单向光伏离网逆变器的设计

本科毕业论文（设计、创作）题目：基于DSP的单向光伏离网逆变器的设计

学生姓名：学号：103402035

所在系院：专业：电子信息工程入学时间：2010年9月导师姓名：职称/学位：副教授/硕士

导师所在单位：

完成时间：2014年5月安徽三联学院教务处制

基于DSP的单向光伏离网逆变器的设计

摘要：随着石油化工资源的枯竭、生态环境的日趋恶化和人类可持续发展的需要，一种低碳环保的绿色能源太阳能引起了众多人群的关注，并且成为现代能源领域发展预期最好的新能源。以TMS320F2812DSP为核心控制芯片，Infineon公司型号为IGP50N6OT的IGBT(50A,60OV)作为开关器件,以IR公司的IR2llO作为驱动芯片的离网光伏发电系统，可以更好地解决偏远地区供电中出现的种种问题。设计分析了各种光伏发电系统在应用方面的优、缺点。比较了光伏发电逆变器三种重要的拓扑结构，给出了系统总体框图及分电路原理,并实现了仿真测验。

关键词：光伏发电；离网逆变器；DSP

Research on Single-phase Off-grid Inverter of Photovoltaic

Power based on DSP

Abstract:With the exhausted of traditional energy sources,the worsening of the ecological environment and human requirements of sustainable development,solar energy as an ideal green energy has caused more and more attention,to become the world's most promising new energy technology.TMS32OF2812 DSP,a high–performance digital signal processing chip,is used to controlling the core in our researeh.IGP50N60model of infien on corporation is selected as switching device.The single-Phase off-grid PV inverter is researched.can better solve the problems in the remote area power supply.Design of photo voltaic power generation system are analyzed advantages and disadvantages in the parison of the photovoltaic inverter topology structure of three important,gives the system block diagram and circuit principle,and realizes the simulation test. Keywords:PV;Off-grid inverter;DSP

目录

第一章绪论 (1)

1.1课题背景及意义 (1)

1.2光伏发电国内外发展现状与基本的趋势 (2)

1.3论文的基本概况 (2)

第二章光伏发电系统及原理 (4)

2.1光伏发电基本结构 (4)

2.2太阳能电池光伏发电原理 (4)

2.2.1太阳能电池等效电路 (4)

2.2.2太阳能电池特性曲线 (5)

2.2.3太阳能光伏发电系统基本器件 (6)

2.2.5太阳能光伏阵列的一般结构 (6)

2.3TMS32OF2812DSP光伏发电单相离网逆变器系统结构图 (8)

第三章离网型光伏发电系统逆变器主电路的设计 (9)

3.1光伏发电逆变器的基本拓扑结构 (9)

3.1.1推挽式逆变器 (9)

3.1.2半桥式逆变器 (9)

3.1.3全桥逆变器 (9)

3.2器件的选择 (10)

3.2.1功率开关器件 (10)

3.2.2滤波电感的选型 (10)

3.2.3滤波电容的选型 (10)

第四章光伏发电逆变器控制电路的设计 (12)

4.1基于TMS32oF2812DSP控制系统设计的优势 (12)

4.2复位电路设计 (13)

4.3时钟电路设计 (14)

4.4JTAG电路 (15)

第五章控制系统软件设计 (16)

5.1PWM控制原理 (16)

5.2TMS32OF2812DSP的PWM控制思想 (16)

5.2.1Texas Instruments公司DSP系统集成开发的环境 (16)

5.2.2高频逆变桥控制脉冲PWM的产生 (17)

5.2.3系统主程序流程图 (18)

第六章实验结果与分析 (20)

6.1驱动波形图及分析 (20)

6.2逆变器输出电压波形及分析 (21)

致谢 (23)

参考文献........................................................................................错误！未定义书签。

第一章绪论

1.1课题背景及意义

能源与环境，尤其是人类制造的温室气体导致全球气候变暖问题已经成为全世界几乎是每个人都在讨论的问题。不用说，能源是人类进步和发展中非常重要组成部分，人均能源消费量是一个国家繁荣的晴雨表。

传统的化石能源资源的浪费，一方面随着科技的发展和能源的消耗，造成了环境的严重污染，另一方面制约了世界经济的可持续发展。这其中化石能源的消耗直接产生了大量的温室气体，这些气体大量排放。据有关方面测算，全球每一年排放的CO2超过500亿吨，从而间接导致了全球气候变暖、海平面上升等一系列不良结果。目前煤炭石油能源消费是我国主要的能源消费，SO2的排放量占全世界的17.1%，为世界第一；CO2排放量占世界的15.6%，居美国之后，目前成为全球第二大温室气体排放的国家。一方面科学技术在飞快地进步，与此同时整个世界需要更加多的能够供社会发展的动力，这也成为了影响我国国际地位和综合国力的一个非常重要的因素。据不完全统计世界石油消费量每年最少增长2%，如果就此计算，最少隔35年，能源的消费量将增加最少100%。而我国2013年的能源消费量达到52.2亿，同比增长达12.7%。到2050年，全球人口将达到90亿-100亿，假使在那时矿物和能源消费总量达到目前发达国家的人均水平，由此可知在40年内，全球所有的煤炭、石油、天然气和铀能源资源将逐渐枯竭[1]。

近年来，光伏发电领域通过大量的实验及研究得到飞越式发展，使得它渐渐成为一种可行性很强的能源，可以用来补充其它能源。光伏发电系统已成为一种混合能源系统。光伏发电技术迅猛增长，直接提高了太阳能电池效率、改进了制造太阳能面板技术。

综上所述，可以看出，如果想要应对缺少动力，可用资源的浪费，周边逐渐受到伤害的大地和空气，还要广大人民群众、特别是那些山区的对电力的需要能够得到落实，我们就要大力推进太阳能发电。由上可知，太阳能发电是势在必行的，是具有很好的实践功用和价值的。它的研究对于解决国内很多社会问题也具有很好的作用。更重要的一点是太阳能是一种环保的新型可重复利用的能源。