基于TMS320F2802的實(shí)施并網(wǎng)微型太陽能逆變器設(shè)計(jì)

圖 11 有源鉗位反激的開環(huán)仿真模型

（紅色波形為VGS，綠色波形為VDS）

圖 12 Q1的VDS和VGS仿真波形

圖12顯示了漏極到源極電壓降至零以后門驅(qū)動(dòng)的電壓上升，因此Q1實(shí)現(xiàn)ZVS得到了證實(shí)。另外，VDS的電壓尖峰被箝至Vin+NVout，其意味著一次側(cè)實(shí)現(xiàn)了有源鉗位。

圖 13 仿真輸出電壓波形

2.4 隔離式MOSFET橋驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
為了實(shí)現(xiàn)一次側(cè)到二次側(cè)的完全隔離，除輔助電源隔離以外，還要求使用A/D采樣和驅(qū)動(dòng)電路隔離。

由于MCU放置于二次側(cè)中，而主開關(guān)MOSFET位于一次側(cè)，因此我們必須把二次側(cè)控制信號(hào)傳輸至一次側(cè)，以對(duì)MOSFET進(jìn)行控制。

為了把控制信號(hào)從二次側(cè)傳輸至一次側(cè)，可選擇高速數(shù)字隔離器加高低端驅(qū)動(dòng)器芯片。圖14顯示了這種隔離式MOSFET高低端驅(qū)動(dòng)器的原理圖。

圖 14 隔離式高低端驅(qū)動(dòng)器的原理圖

在本應(yīng)用中，隔離式MOSFET擁有許多特點(diǎn)，其包括：
結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)
+600V全工作范圍
4kV ESD保護(hù)
自舉工作

另外，請(qǐng)注意高速數(shù)字隔離器的初始狀態(tài)；否則，它會(huì)損壞主開關(guān)MOSFET。

表 1 高速數(shù)字隔離器功能表

（PU=上電；PD=掉電；X=無關(guān)；H=高電平；L=低電平）
3、固件設(shè)計(jì)
3.1 固件規(guī)范
3.1.1 功能規(guī)范
系統(tǒng)固件包括如下功能：
1、開/關(guān)。用戶可通過按下開/關(guān)按鈕開啟或者關(guān)閉系統(tǒng)。軟件設(shè)置必須啟用這種功能。
2、自動(dòng)開/關(guān)。如果需要開啟狀態(tài)，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開啟。當(dāng)狀態(tài)不適合向電網(wǎng)輸電時(shí)，系統(tǒng)保持待機(jī)模式，并監(jiān)控狀態(tài)變化。如果系統(tǒng)已經(jīng)開啟，則當(dāng)狀態(tài)不適合供電時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。
3、 軟件啟動(dòng)開啟。當(dāng)系統(tǒng)必須開啟時(shí)，其從零電流供給狀態(tài)啟動(dòng)，同時(shí)PWM在零交叉點(diǎn)開啟，從而減少給電網(wǎng)帶來的沖擊電流。
4、LED控制。系統(tǒng)擁有一個(gè)狀態(tài)LED指示。當(dāng)系統(tǒng)處在待機(jī)模式下時(shí)，相應(yīng)LED每1.2秒閃爍一次。當(dāng)系統(tǒng)開啟時(shí)，LED每隔2.4秒閃爍一次。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，LED持續(xù)亮起。
5、用戶控制鍵。逆變器具有一個(gè)用戶鍵。該用戶鍵可開啟或者關(guān)閉逆變器，并且還可以清除故障。當(dāng)系統(tǒng)處在待機(jī)模式下時(shí)，如果該鍵被按下1秒以上，則如果條件符合系統(tǒng)便開啟。如果系統(tǒng)已經(jīng)開啟，則當(dāng)該鍵被按下1秒以上時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉。當(dāng)出現(xiàn)故障且系統(tǒng)處在故障模式下時(shí)，按下該用戶鍵1秒以上，可清除故障并再次進(jìn)入待機(jī)模式。

3.1.2 測量
為了控制和監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)，需計(jì)算下列測量結(jié)果：
電網(wǎng)電壓RMS
電網(wǎng)頻率
逆變器的輸出有效功率
輸入功率
輸入PV電壓
溫度