基于APFC芯片控制的光伏并網(wǎng)逆變器研究

采樣的電網(wǎng)電壓送入U(xiǎn)C3854的乘法器，乘法器輸出正弦雙半波電流作為iL的基準(zhǔn)，使iL跟蹤基準(zhǔn)的變化，即實(shí)現(xiàn)iL跟蹤電網(wǎng)電壓。兩者比較后經(jīng)過(guò)PI控制器，控制器的輸出與芯片內(nèi)部產(chǎn)生的鋸齒波比較生成PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)Buck電路的開(kāi)關(guān)管，從而實(shí)現(xiàn)正弦雙半波直流電調(diào)制輸出。iL波形為正弦雙半波，經(jīng)工頻全橋逆變電路使并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同頻同相，從而實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。由于Buck電路輸出的電壓被并網(wǎng)電網(wǎng)筘位，所以逆變器只需控制并網(wǎng)電流。

3 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)
基于所提方案，設(shè)計(jì)一個(gè)并網(wǎng)逆變器實(shí)驗(yàn)原理機(jī)。并網(wǎng)逆變器參數(shù)：輸入直流電壓范圍為40～60 V，并網(wǎng)電壓及頻率為176～265 V／50 Hz，并網(wǎng)額定功率為300W。
3．1 DC／DC升壓電路
Buck型并網(wǎng)逆變器要求逆變電路輸入的母線電壓要大于電網(wǎng)的峰值電壓，考慮到電網(wǎng)電壓波動(dòng)，一般要求直流母線電壓大于380 V，所以需要先將光伏電池電壓進(jìn)行升壓。普通Boost電路的升壓比一般小于5，而單塊電池板的輸出電壓范圍一般為40～60 V，因此要將此電壓范圍升壓到380 V，升壓比遠(yuǎn)大于5，普通的Boost電路無(wú)法滿足要求。為滿足大升壓比的要求，該并網(wǎng)逆變器的前級(jí)Boost電路采用帶中間抽頭電感的Boost電路，如圖3所示。

耦合電感設(shè)計(jì)：考慮VQ1耐壓以及電流要求，取耦合電感L1，L2的匝比n=1：2，電流紋波系數(shù)為0．4，占空比為0．67～0．74，根據(jù)L1=UinDBoost／(fs1△i1)設(shè)計(jì)得L1=137μH，L2=548μH。Uin為光伏電池板輸出電壓，開(kāi)關(guān)頻率fs1=65 kHz。VQ1為IRFP250，二極管VD1為MUR860。
3．2 Buck正弦雙半波調(diào)制及工頻逆變電路
如圖4所示，該部分電路由Buck正弦雙半波調(diào)制電路和工頻全橋逆變電路組成。通過(guò)UC3854控制iL為正弦雙半波。當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)電壓為正半波時(shí)，VT1，VT4開(kāi)通，VT2，VT3關(guān)斷；當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)電壓為負(fù)半波時(shí)，VT2，VT3開(kāi)通，VT1，VT4關(guān)斷，從而將Buck電路輸出的正弦雙半波電流轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)電壓同頻同相的正弦電流，完成并網(wǎng)功能。