1000W离线光伏逆变器的设计

【摘要】：全球能源危机的不断加剧引发人们对于光伏可再生能源地不断研究,同时,对于逆变电源的电压稳定度、谐波分量等提出了更高的要求。本论文在分析当前能源形势以及国内外逆变电源的研究现状,设计一台具备1000W输出的光伏逆变器,并制作样机验证性能。本论文确立了光伏逆变系统的整体结构框图,分析了光伏逆变的基本原理。比较五种常用DC-DC拓扑结构方案的,选定前级升压电路采用推挽拓扑以及初并次串双变压器结构。后级逆变电路采全桥方式,SPWM为双极性调制。前级DC-DC升压电路分析了推挽拓扑电路的工作原理,对功率器件的选型做了说明。采用SG3525芯片为推挽主控芯片,芯片外围电路设计包括RC震荡电路、死区时间控制电路、反馈补偿电路、图腾驱动等。12V辅助供电电源采用UC3842控制,具备1A输出能力。后级DC-AC逆变电路分析了H桥双极性逆变电路工作原理,对输出滤波电感和电容的设计做了说明。主控逆变芯片TDS2285载波频率20kHz,调制波频率50Hz,外围电路包括蓄电池电压监测电路、AC反馈调节电路、死区电路、光耦隔离输出电路等。本论文设计了过流保护电路、过欠压保护电路、过温保护电路,样机测试直流输入源采用12V 100Ah容量铅酸蓄电池4节串联模拟,交流输出电压220±6V,输出频率50±0.5Hz,输出功率达到1000W要求。整机平均效率88%以上,峰值效率90.5%。 【关键词】：光伏逆变 推挽拓扑 高频变压器 SPWM TDS2285驱动
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 能源形势和研究光能发电的意义9
• 1.2 国内外光伏发电现状及发展前景9-10
• 1.3 逆变电源技术的发展与改进10-11
• 1.4 本论文研究的主要内容11
• 1.5 本章小结11-12
• 第二章 光伏逆变基本原理以及系统方案选择12-21
• 2.1 光伏发电原理及光伏发电系统的分类12-13
• 2.2 光伏逆变系统的整体结构框图13
• 2.3 DC-DC直流升压电路方案选择13-18
• 2.3.1 反激电路拓扑结构14
• 2.3.2 正激电路拓扑结构14-15
• 2.3.3 推挽电路拓扑结构15-16
• 2.3.4 半桥电路拓扑结构16-17
• 2.3.5 全桥电路拓扑结构17-18
• 2.4 DC-AC逆变电路方案选择及SPWM的取值调制18-20
• 2.4.1 逆变电路方案选择18-19
• 2.4.2 SPWM的采样取值与调制方式19-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 逆变器前级DC-DC升压电路21-32
• 3.1 典型推挽拓扑电路及工作原理21-22
• 3.2 推挽拓扑电路的主元器件选型22-24
• 3.2.1 功率管选择22-23
• 3.2.2 输入输出滤波电容选择23-24
• 3.2.3 高频全桥整流二极管选择24
• 3.3 DC-DC驱动电路设计24-27
• 3.3.1 推挽主控驱动芯片选型24-26
• 3.3.2 SG3525外围电路设计26-27
• 3.4 高压反馈回路的电路设计27-28
• 3.5 前级DC-DC辅助电源设计28-29
• 3.6 高频变压器的选型与设计29-31
• 3.7 本章小结31-32
• 第四章 逆变器后级DC-AC逆变电路32-41
• 4.1 逆变电路拓扑结构以及工作原理分析32-33
• 4.2 逆变电路的主元器件选型33-34
• 4.2.1 逆变全桥功率管选型33
• 4.2.2 输出滤波电容和电感的设计33-34
• 4.3 DC-AC驱动电路设计34-37
• 4.3.1 TDS2285芯片简介及工作原理34-35
• 4.3.2 TDS2285外围电路设计35-37
• 4.4 保护电路设计37-40
• 4.4.1 过载保护和短路保护电路设计37-39
• 4.4.2 温度保护电路设计39
• 4.4.3 电池电压检测电路设计39-40
• 4.5 本章小结40-41
• 第五章 正弦波逆变器的整机调试以及波形分析41-48
• 5.1 整机前后级电路调试41
• 5.2 前级升压电路波形分析41-43
• 5.3 后级逆变电路波形分析43-47
• 5.4 逆变器的性能分析和实物图47
• 5.5 本章小结47-48
• 第六章 总结与展望48-50
• 6.1 总结48-49
• 6.2 展望49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-54
• 附录54

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