最新-基于PSD3某某与ADMC401接口设计的无功发生器系统 精品
全数字电源设计
ADC
S/H
Reference
反馈
Rf1 Rf2
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Microchip dsPIC® DSC
C15L12 APS
幻灯片 6
III型补偿器 （原极点 + 两个零点/极点对）
步骤1：确定系统传递函数
f p2 = f ESR
建立 闭环控制系统
– 电压模式 –
谐振频率fR下的双极点
交叉 频率fX
开关频率的 一半fSW/2
G(s) x H(s) 执行器 补偿器
ESR 频率fESR
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二阶系统（电压模式控制下的降压转换器）
C15L12 APS
Zf
=1 s ⋅C2
(R2
+
s
1 ⋅ C1
)
Zi
= R1
1 s ⋅C2
步骤2：确定系统极点和零点
Gain (dB)
f z1 = 0.6 ⋅ fLC
f p0
90
Phase (o)
90
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C15L12 APS
幻灯片 7
累加器
数字III型（3p3z）补偿器的线性差分方程
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C15L12 APS
幻灯片 9
课程安排
回顾数字补偿器 用于优化电源转换器的非线性控制方法 功率因数校正改善 高级8位电源示例
深圳奥特迅电力操作电源系统培训手册_完整版
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第一章概述
多年的运行与设计经验使奥特迅全面了解到我国不同地域、不同行业对直流操作电源的 不同要求及使用习惯。因此奥特迅研制的电力操作电源非常适应中国国情，完全可以满足不 同用户的各种技术要求。
深圳奥特迅电力设备有限公司在高频开关电源设备的设计、制造运行方面积累了丰富的 经验，产品通过了国家继电器质量监督检验中心型式试验、国家电力工业部电力设备质检中 心型式试验、通过国家科学技术新产品成果鉴定。我司可提供以下文件证明：质检部门的认 可文件、瑞士ISO-9001：2000质量认证书、两部鉴定证书和生产许可证、国家电力公司电力 规划设计总院推荐证书、成套局推荐证书、获国家水电水利规划设计总院推荐证书以及在电 力系统商业运行的良好记录。 3.2 应用范围
2
GZDW 高频开关电力操作电源培训手册
第一章概述
电力操作电源系统原理
电力操作电源系统主要由交流配电单元、充电模块、直流馈电、集中监控单元、绝缘监测单 元、降压单元和蓄电池组等部分组成。图1为电力操作电源系统原理框图。
合闸回路
I路 交
流
配
II路
电 单
元
充电模块 充电模块 充电模块 充电模块 充电模块
1
GZDW 高频开关电力操作电源培训手册
第一章概述
4. 监控模块：电力操作电源系统的充电模块统一受控于一台中央控制系统，该系统采用模 块化结构，实现系统的“四遥”功能，这样的系统称为监控模块。 5. 均衡充电：为补偿蓄电池在使用过程中产生的电压不均匀现象，使其恢复到规定的范围 内而进行的充电，以及大容量放电后的补充充电，通称为均衡充电。 6. 浮充电：在系统正常运行时，充电装置承担经常负荷，同时向蓄电池组补充充电，以补 充蓄电池的自放电，使蓄电池以满容量的状态处于备用。 7. 正常充电：蓄电池正常的充电过程，即由均充电（包括限流均充和恒压均充两个过程） 转到浮充电的过程。 8. 定时均充：为了防止电池处于长期浮充电状态可能导致的电池单体容量不平衡，而周期 性地以较高的电压对电池进行均衡充电。 9. 限流均充：以不超过电池充电限流点的恒定电流对电池充电。 10. 恒压均充：以恒定的均充电压对电池充电。 11. 控制负荷：用于电气和热工的控制、信号装置和继电保护、自动装置以及仪器仪表等小 容量负荷称为控制负荷。这类负荷在发电厂、变电所中数量多、范围广，但容量小。 12. 动力负荷：在发电厂中，直流润滑油泵电动机、氢密封油泵电动机、电磁操作的断路器 合闸机构、交流不停电电源装置、直流照明等大功率的负荷称为动力负荷。这类负荷在发电 厂中容量较大，对蓄电池容量及设备选择起着决定作用。在变电所中，主要是电磁操作机构。 13. 控制和动力母线：控制负荷和动力负荷对直流操作电源的要求不同，一般情况下分设控 制和动力母线。在电厂，控制和动力母线则由单独的直流设备分别提供；在变电所，由于设 备容量较小，控制和动力则由同一设备提供。 14. 核对性放电：在正常运行中的蓄电池组，为了检验其实际容量，以规定的放电电流进行 恒流放电，只要电池达到了规定的放电终止电压，即停止放电，然后根据放电电流和放电时 间，计算出蓄电池组的实际容量，称为核对性放电。 15. 终止电压：蓄电池容量选择计算中，终止电压是指直流系统的用电负荷，在指定放电时 间内要求蓄电池必须保持的最低放电电压。对蓄电池本身而言，终止电压是指蓄电池在不同 放电时间内及不同放电率放电条件下允许的最低放电电压。一般情况下，前者的要求比后者 要高。
基于太阳能光伏发电蓄电池充电器的设计
基于太阳能光伏发电蓄电池充电器的设计马红梅;张伊乐;曹浩堃;陈敏【摘要】针对泥石流检测装置,其主要的能量来源于太阳能.而太阳能的利用率及储能就显得极为重要.系统基于单片机STM32F103ZET6,采样MPPT控制技术,介绍了一种太阳能供电装置,能将多余的电量储存在蓄电池中.实验结果证明,该控制系统在不同的环境下,其供电系统稳定可靠运行,对于野外检测系统的供电有较好的保障,可以在检测系统装置的供电方面推广应用.【期刊名称】《华北科技学院学报》【年(卷),期】2015(012)006【总页数】6页(P94-99)【关键词】光伏发电;最大功率点跟踪(MPPT);蓄电池充电【作者】马红梅;张伊乐;曹浩堃;陈敏【作者单位】华北科技学院电子信息工程学院,北京东燕郊101601;华北科技学院电子信息工程学院,北京东燕郊101601;华北科技学院电子信息工程学院,北京东燕郊101601;华北科技学院电子信息工程学院,北京东燕郊101601【正文语种】中文【中图分类】TM914.40 引言中国是世界上地质灾害最严重、受威胁人口最多的国家之一，地质条件复杂，构造活动频繁，滑坡、泥石流、地面沉降、地裂缝等自然灾害隐患多、分布广，且隐蔽性和破坏性强，防范难度大。
给人民群众生命财产造成严重损失。
因此，地质环境监测、地质灾害预警显得尤为重要。
目前有很多相关的监测预警装置，但由于野外供电的限制，使其应用受到一定的限制。
在有光照的情况下，太阳能电池板给装置提供电能的同时，将多余的能量储存在蓄电池中，在夜晚或者阴雨天气，利用蓄电池中的电能给装置供电[1]。
其结构框图如图1所示。
图1 系统结构框图本文以DC/DC降压斩波[2]主电路，MPPT算法为控制核心。
太阳能电池板将太阳能转换为电能输出，经DC/DC电路降压到合适的电压给蓄电池充电存储电能，蓄电池给整个检测装置及其他设备提供电能，控制器使用MPPT控制算法，使太阳能电池工作在最大功率点处，太阳能电池板效率最高，得到充分的利用。
基于dsPIC33和MCP3909的三相多功能电表前端设计
5. 演示板及辅助软件使用说明 ....................................................................................41
5.1 演示板说明 ........................................................................................................................... 41 5.2 辅助调试软件介绍 ............................................................................................................... 42 5.2.1 软件安装 .................................................................................................................... 42 5.2.2 交流电参数测量数据监视 ........................................................................................ 43 5.2.3 电能表校准 ................................................................................................................ 45
1.1 系统概述................................................................................................................................. 3 1.2 主要设计参数 ......................................................................................................................... 4 1.3 主要测量参数 ......................................................................................................................... 4
施耐德PLC说明书
Transparent Ready 是以太网和工业通信技术的成功组合。在这些技术的帮 助下，Premium 可以在任何任务中向您提供最佳的以太网功能：Web 服务 器、发送电子邮件、直接数据库访问、设备同步、I/O 分配等。
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每个处理器的前面板均带有： ■ 1个用于编程终端的USB口或串行端口 ■ 1个用于连接到Magelis显示设备的串行端口 ■ 1个用于串行链路、CANopen总线或网络的 PCMCIA插槽。
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机柜系统
电源
9
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Modicon Premium
高压SVG电气设计
4
三、设计标准
ª设计标准
3
设计标准
3.1 电网电能质量的判定
3.1.1 电网供电电压允许偏差
3.1.2 电网谐波电压限值
3.1.3 电网谐波电流允许值
Sieyuan Electric
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附表2谐波的相位叠加系数
h
3
5
7
11
13 9∣>13∣偶次
a
1.1
1.2
1.4
1.8
1.9
2
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三、设计标准
ª设计标准
3
设计标准
3.2 装置容量计算确定
12
三、设计标准
Ø 附录4、谐波的基本计算式
： ð C1：第h次谐波电压含有率HRUh与第h次谐波电流分量Ih的关系
HRU
h=
3 Z h I h (%) 10 U N
近似的工程估算按下式计算：
HRUh =
3U N hIh (%) 10Sk
或
I h = 10 S k HRU h (%) 3U N h
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三、设计标准
Ø 3.2.2以电压合格为补偿目标 对于系统电压有严格要求的用户，并且确定以稳定电压为主，需根据系
统最大短路容量和电压等级为基本依据设计。实际计算的结果可能容量很大 ，用户无法承受时应明确告知容量改变后对电压控制的影响大小。
计算机控制技术习题广州工业大学
1.1 什么是计算机控制系统？它由哪几个部分组成？1.2 计算机控制系统的典型形式有哪些？各有什么优缺点？1.3 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？1.4 工业控制机的哪几个部分组成？各部分的主要作用是什么？工业控制机的特点有哪些？1.5 什么是总线、内部总线和外部总线？1.6 PC总线和STD 总线各引线的排列和含义是怎样的？1.7 RS-232C 和 IEEE-488 总线各引线的排列和含义是怎样的？2.1 什么是接口、接口技术和过程通道？2.2 采用74LS244和74LS273及PC总线工业控制机接口，设计8路数字量（开关量）输入接口和8路数字量(开关量)输出接口，请画出接口电路原理图，并分别编写数字输入和数字输出程序。
2.3 采用8位 A/D 转换器 ADC0809 通过 8255A 及PC总线工业控制机接口，实现8路模拟量采集。
请画出接口原理图，并设计出8路模拟量的数据采集程序。
2.4 用12位 A/D 转换器 AD574 通过 8255A 及PC总线工业控制机接口，实现模拟量采集。
请画出接口原理图，并设计出A/D转换程序。
2.5 请分别画出一路有源I/V变换电路和一路无源I/V变换电路图,并分别说明各元器件的作用？2.6 什么是采样过程、量化、孔径时间？2.7 采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟器输入通道中都需要采样保持器？为什么？2.8 一个8位 A/D 转换器，孔径时间为100μs, 如果要求转换误差在A/D 转换器的转换精度 (0.4 %) 内，求允许转换的正选波模拟信号的最大频率是多少？2.9 试用 8255A 、AD574、LF398、CD4051 和PC总线工业控制机接口，设计出8路模拟量采集系统。
请画出接口电路原理图，并编写相应的8路模拟量的数据采集程序。
2.10 采用DAC0832和PC总线工业控制机接口，请画出接口电路原理图，并编写D/A转换程序。
2.11 采用 DAC1210 和PC总线工业控制机接口，请画出接口电路原理图，并编写D/A转化程序。
【学士论文】毕业设计(论文)-动态无功补偿控制器的研究与设计
【学士论文】毕业设计（论文）-动态无功补偿控制器的研究与设计***学院SHANDONG INSTITUTE OF BUSINESS AND TECHNOLOGY 毕业论文(设计) GRADUATION THESIS（DESIGN）动态无功补偿控制器的研究与设计Study and Design ReactiveCompensation Controller2009年 5 月20 日May 20, 2009评阅人意见评阅人签字：年月日动态无功补偿控制器的研究与设计[摘要] 针对电力系统中无功补偿装置发展的现状，研制出了一种基于DSPTMS320LF2407控制的低压动态无功补偿装置。
作为无功补偿控制器和电网监测器的统一体，该装置以实时的电网监测数据为依据，以城镇低压网（220V）的最佳无功补偿为对象。
本文主要研究了无功补偿对电网性能的改善，无功补偿装置的控制方式及原理，和控制器的硬件设计。
系统硬件上采用了TI公司的16位定点DSPTMS320LF2407控制，具有比传统的单片机控制运算速度高，实时性好的特点。
采用晶闸管控制投切电容器，全数字化控制，全中文液晶显示界面实时显示系统运行状况，完全实现了电容器的快速，无弧，无冲击投切，具有优良的性能。
在投切原则上，与常见的功率因数控制方案相比较，采用无功功率控制，避免了轻载振荡。
为了实现装置应具有的功能，本文设计并制作了较为完整的控制电路及其外围设备的硬件电路。
它们包括触发电路、采样电路、显示电路及通讯电路等。
在本文中，还介绍了电网谐波对补偿装置的影响，以及装置在电网谐波含量超标时采取的保护措施。
最后，对无功补偿装置的发展和DSP 控制技术的发展进行展望。
[关键词] 无功补偿电力监测数字信号处理器Study and Design Reactive Compensation Controller[Abstract] Contra-posing the developmental actuality of reactive power compensation system in power system, a DSP (Digital Signal Processor) system is designed based on TMS320LF2407 for reactive power dynamic compensation. As the combination of reactive power controller and electric power wire's measurement, this device's working theory is based on the real-time data of the electric power wire and it's intention is to complete the most felicitous compensation for the reactive power which exists in the 220V electric power wire.The paper mainly includes the followed parts: the ameliorating of the net's capability by the reactive power compensation, the control method and principle of reactive power compensation device and the hardware design of the device. The device's hardware core is the 16-bit fix point DSPTMS320LF2407 produced by TI corp ,which has many merits such as high operating speed and high real-time. The system adopts thyristor as switch that connect capacitors to main circuit, numeralization control, and Chinese menu LCD.Interface displaying system's run-time Status momentarily. It actualizes the capacitor's speediness, no arc, no percussion switching, and has superior performance. Mention of switching law, control method considering reactive power, comparing with familiar control method considering power factor, avoids oscillation on the condition of light loading. In order to realize system's required function, this paper designs and realizes comparatively integrate microcomputer controlled circuit and its peripherals circuit, including triggering circuit, sampling circuit, displaying circuit and communicating circuit. This paper also points out the influence of harmonics to the compensation system, and the protect measurement in the condition of high harmonics on the power net. At last, the paper looks in to the future of the development of reactive power compensation and the technique of DSP controller.[Keywords] reactive power compensation monitor ofelectric power wire digital signal processor (DSP)***学院2009届毕业论文目录第一章绪论 (1)1. 1无功补偿的意义 (1)1.1.1 无功功率的分布对电压有决定性的影响 (1)1.1.2 无功功率在线路中的传输引起的损耗 (2)1.1.3 负荷无功功率对系统电压的影响 (2)1.2无功补偿装置的发展现状 (2)1.2.1无功补偿装置的发展 (2)1.2.2 当前无功补偿装置分类 (4)1.3无功补偿装置的选择 (7)第二章控制方案的DSP实现 (8)2.1 引言 (8)2.2 设计任务 (9)2.3 主电路设计 (10)2.4主控制器芯片的选取 (12)2.5 硬件设计 (13)2.5.1 模拟信号输入处理单元 (13)2.5.2 LF2407DSP系统模块 (17)2.5.3 执行单元 (20)2.5.4 显示及通讯电路设计 (22)2.6 软件设计 (24)2.6.1 主程序 (24)2.6.2 电容器投切原则 (26)2.6.3 中断程序 (26)2.6.4 串行实时时钟电路读写程序 (28)2.7可靠性、抗扰性设计 (29)第三章总结与展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录第一章 绪论1. 1无功补偿的意义电压是衡量电能质量的一个重要指标。
基于平面变压器的交错反激微功率光伏逆变器设计
文章编号:１００４－２８９Ｘ(２０２２)０５－００５３－０５基于平面变压器的交错反激微功率光伏逆变器设计张家璇ꎬ毛行奎ꎬ郑润民ꎬ张彬意(福州大学电气工程与自动化学院ꎬ福建㊀福州㊀３５０１０８)摘㊀要:微功率光伏逆变器具有抗光照阴影能力强等特点ꎬ为光伏逆变器重要架构之一ꎮ为提高反激微功率光伏逆变器效率ꎬ采用低端有源箝位电路并深入分析了其工作原理和关键参数设计依据ꎬ为改善户外高温环境下高频功率变压器温升ꎬ采用平面变压器技术充分利用其表面积大易于散热㊁ＰＣＢ线圈载流能力强特点ꎬ并提出采用双磁芯拼接结构ꎬ以及高耦合系数的线圈结构ꎮ设计了一台直流输入电压范围２２~３６Ｖꎬ输出２２０Ｗ/２２０Ｖａｃ的样机ꎬ并建立了基于Ｓａｂｅｒ的仿真模型ꎬ搭建了实验样机ꎮ仿真和实验表明ꎬ设计的样机工作稳定ꎬ性能良好ꎬ证明了设计的正确有效性ꎮ关键词:微逆变器ꎻ交错反激ꎻ有源箝位ꎻ平面变压器中图分类号:ＴＭ４６４㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:ＢＤｅｓｉｇｎｏｆＩｎｔｅｒｌｅａｖｅｄＦｌｙｂａｃｋＭｉｃｒｏｐｏｗｅｒＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＩｎｖｅｒｔｅｒＢａｓｅｄｏｎＰｌａｎａｒＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＺＨＡＮＧＪｉａ￣ｘｕａｎꎬＭＡＯＸｉｎｇ￣ｋｕｉꎬＺＨＥＮＧＲｕｎ￣ｍｉｎꎬＺＨＡＮＧＢｉｎ￣ｙｉ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎꎬＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＦｕｚｈｏｕ３５０１０８ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｍｉｃｒｏ￣ｐｏｗｅｒｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｉｎｖｅｒｔｅｒｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｔｒｏｎｇａｎｔｉ￣ｌｉｇｈｔａｎｄｓｈａｄｏｗａｂｉｌｉｔｙꎬａｎｄｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓｏｆｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｉｎｖｅｒｔｅｒｓ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｆｌｙｂａｃｋｍｉｃｒｏ￣ｐｏｗｅｒｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｉｎｖｅｒｔｅｒꎬａｌｏｗ￣ｅｎｄａｃｔｉｖｅｃｌａｍｐｃｉｒｃｕｉｔｉｓｕｓｅｄꎬａｎｄｉｔｓｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒｄｅ￣ｓｉｇｎｂａｓｉｓａｒｅｄｅｅｐｌｙａｎａｌｙｚｅｄ.Ｔａｋｉｎｇｆｕｌｌａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｉｔｓｌａｒｇｅｓｕｒｆａｃｅａｒｅａꎬｅａｓｙｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎꎬａｎｄｓｔｒｏｎｇｃｕｒ￣ｒｅｎｔ￣ｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅＰＣＢｃｏｉｌꎬａｄｕａｌ￣ｃｏｒｅｓｐｌｉｃｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄａｃｏｉｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｈｉｇｈｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｅｆｆｉ￣ｃｉｅｎｔａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ.ＡｐｒｏｔｏｔｙｐｅｗｉｔｈａＤＣｉｎｐｕｔｏｆ２０￣４０Ｖꎬａｒａｔｅｄｖｏｌｔａｇｅｏｆ２４Ｖꎬａｎｄａｎｏｕｔｐｕｔｏｆ２２０Ｗ/２２０ＶａｃｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄꎬａｎｄａＳａｂｅｒ￣ｂａｓｅｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｂｕｉｌｄａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅ.Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｐｒｏｔｏｔｙｐｅｗｏｒｋｓｓｔａｂｌｙａｎｄｈａｓｇｏｏｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅꎬｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｓｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔ￣ｎｅｓｓａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｍｉｃｒｏｉｎｖｅｒｔｅｒꎻｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄｆｌｙｂａｃｋꎻａｃｔｉｖｅｃｌａｍｐꎻｐｌａｎａｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ１㊀引言微功率光伏逆变器(ＰＶｍｉｃｒｏ－ｉｎｖｅｒｔｅｒꎬＰＶＭＩ)抗光照局部阴影能力强ꎬ易于扩展安装和模块化设计ꎬ是光伏发电系统的核心设备[１－２]ꎮ反激变换器由于结构简单成本低ꎬ以及高频隔离功能成为ＰＶＭＩ最常用的拓扑之一[３－４]ꎮ平面变压器具备截面高度低ꎬ散热表面积大ꎬ参数一致性高的优点ꎬ可以大幅度降低逆变器高度ꎬ改善散热性能ꎬ以及ＰＣＢ绕组载流能力强ꎬ可以使原㊁副边耦合更充分ꎬ降低漏感和高频涡流效应ꎬ有利于提高变换器的效率ꎮ㊀㊀文献[５－６]指出鉴于ＰＶＭＩ的安装要求和室外工作环境ꎬ需要大幅提高变换器的功率密度㊁效率以及器件寿命才能更好地适应户外使用环境ꎮ文献[７]指出限制提升变换器功率密度的最大因素为磁性元器件ꎻ文献[８]分析了高端有源箝位电路对断续模式下反激变换器的影响ꎮ㊀㊀本文深入分析反激连续导通模式下ꎬ低端有源箝位电路的工作特性ꎮ而为改善热性能满足户外高温使用环境ꎬ则采用平面变压器技术ꎬ并提出采用双磁芯拼接结构来提高磁芯截面积ꎬ并采用高耦合系数线圈结构来降低漏感ꎮ２㊀电路与工作原理㊀㊀反激微功率光伏逆变器ＰＶＭＩ的电路原理图如图１所示ꎬ前级由两路交错反激构成ꎬ后级由全桥电路以及输出滤波器组成ꎮ基于反激连续导通模式电流应力低ꎬ功率器件易于选择且成本低ꎬＰＶＭＩ设计为连续导通模式ꎮ图１㊀ＰＶＭＩ原理图㊀㊀两路并联反激变换器交错控制ꎬ均采用正弦脉宽调制ꎬ在半个工频周期内占空比在零与最大占空比之间不断变化[９－１１]ꎮ工频周期内ꎬ反激绕组的副边电流呈正弦双半波ꎬ经过后级全桥极性翻转和滤波器滤波后变换成正弦电流ꎮ㊀㊀交错反激微功率光伏逆变器在一个工频周期的关键波形如图２所示ꎬ从上到下依次为两路ＭＯＳ管的驱动信号Ｑ１㊁Ｑ２ꎬ原边电流ｉｐ１㊁ｉｐ２ꎬ副边电流ｉｓ１㊁ｉｓ２ꎬ后级的输入电流ｉｏ㊁后级全桥驱动信号Ｓ１~Ｓ４及并网电流ｉｇｒｉｄꎮ从图中可看出ꎬ采用交错结构提高了输入电流和输出电流的纹波频率ꎬ有利于提高输入解耦电容Ｃｉｎ工作寿命和降低滤波器的体积ꎮ图２㊀ＰＶＭＩ关键波形３㊀有源箝位反激变换器工作模态㊀㊀在前级增加由电容和开关管构成的有源箝位电路ꎬ该电路在主管关断时与漏感谐振构成回路ꎬ可以吸收主管漏源电压尖峰ꎬ回馈漏感能量ꎬ通过合理的设计还可以降低主开关管开通前的漏源电压ꎬ实现零电压开通(ＺＶＳ)ꎮ㊀㊀为降低有源箝位电路导致的谐振损耗ꎬ有源箝位电路采用非互补控制策略[１２－１４]ꎮ两路反激交错控制ꎬ电路参数㊁拓扑和控制方式等完全一样ꎮ因此以单路反激为例对连续导通模式反激电路的工作原理进行说明ꎬ有源箝位反激关键波形如图３所示ꎬ电路示意图如图４所示ꎮ图３㊀有源箝位反激关键波形㊀㊀模态０[ｔ０~ｔ１]:ｔ０时刻ꎬ主管Ｑ１开通ꎬ设Ｑ１开通时间为ＤＴＳꎬ辅助管Ｑ３处于关断状态ꎮ变压器Ｔ１原边绕组承受输入电压Ｖｉｎꎬ原边电流ｉｐ１线性增加ꎬ励磁电感和漏感能量增加ꎮ副边二极管Ｄｉｏ１截止ꎬｉＳ１为零ꎮ励磁电感与漏感的电流表达式见式(１):ｉＬｍ１＝ｉＬｒ１＝ＶｉｎＬｍ＋ＬｒＤＴＳ(１)㊀㊀模态１[ｔ１~ｔ２]:ｔ１时刻ꎬ主管Ｑ１关断ꎮ变压器原边电流给Ｑ１输出电容ＣＤＳ１充电ꎬ辅助管Ｑ３输出电容ＣＤＳ３放电ꎮ由于ＣＤＳ１数量级在ｐＦ级ꎬ其两端电压近似线性增加ꎮ当ＣＤＳ１电压达到输入电压与反射电压之和时ꎬ副边二极管Ｄｉｏ１导通ꎮ当辅助管输出电容上的电荷为零时ꎬ辅助管的体二极管导通ꎬ漏感给箝位电容Ｃａｃｔ１充电ꎬ假设谐振回路没有阻尼ꎬ则漏感能量将悉数转移至箝位电容ꎮ图４㊀各阶段等效电路图㊀㊀模态２[ｔ２~ｔ３]:副边二极管持续导通ꎬ励磁电流通过变压器转换为副边电流ꎮ此时励磁电感电压被箝位为反射电压ꎮ㊀㊀模态３[ｔ３~ｔ４]:ｔ３时刻ꎬ辅助管开通ꎬ因励磁电感被箝位ꎬ只有漏感与箝位电容谐振ꎬ漏感电流反向增长ꎮ因此箝位电容储存的能量一部分传送到副边ꎬ一部分回馈给输入侧的解耦电容ꎮ这段时间应为箝位电容与漏感谐振周期的四分之一ꎬ设为Ｄ１ＴＳꎬ则有:Ｄ１ ＴＳ＝２ π Ｌｒ ＣＤＳ４(２)㊀㊀模态４[ｔ４~ｔ５]:ｔ４时刻ꎬ辅助管关断ꎮ此时漏感与主管输出电容谐振ꎬＣＤＳ１放电ꎬ主管漏源电压不断降低ꎬ漏感电流下降ꎮｔ５时刻ꎬ主管输出电容放电完毕ꎬ主管漏源电压下降到零ꎬ体二极管导通ꎮ在下一时刻漏感电流反向上升之前开通主管ꎬ则可以实现主管的零电压开通ꎻ否则漏感会与主管输出电容谐振ꎬ使主管漏源电压不保持为零ꎮ主管的输出电容一般为ｐＦ级别ꎬ因此漏感电流的谐振周期很短且幅值很小ꎮ此阶段励磁电感依然被箝位ꎮｔ５时刻开通主管Ｑ１ꎮ设定ｔ４~ｔ５时段为死区时间ꎮ４㊀平面变压器设计４.１㊀参数设计㊀㊀设计的ＰＶＭＩ输入直流电压范围２２~３６Ｖꎬ输出２２０Ｗ/２２０Ｖａｃ的样机ꎮ依据式(３)设计得变压器匝比为１ʒ７ꎮ匝数的计算一般按照避免磁芯磁密达到饱和磁密原则ꎮ但匝数过多会增大绕组损耗ꎬ且要求磁芯有较大的窗口面积ꎬ不利于降低变压器的高度ꎬ因此匝数设计要综合考虑ꎮｎ＝Ｖｏｕｔｍａｘ(１－Ｄｍａｘ)ＶｉｎｍｉｎＤｍａｘ(３)㊀㊀其中Ｖｏｕｔｍａｘ为输出电压幅值３１１ＶꎬＤｍａｘ为最大占空比０ ７ꎬＶｉｎｍｉｎ为输入电压最小值ꎮ由于磁芯相邻型号的磁芯中柱面积Ａｅ值往往会有较大的差距ꎬＡｅ偏高的磁芯会使窗口利用率过低ꎬ磁芯体积偏大ꎻＡｅ偏小意味着窗口面积较小ꎬ窗口利用率接近１ꎬ会导致绕组放不下ꎮ为使Ａｅ更加合理ꎬ设计样机的变压器磁芯采用两个相同型号的磁芯并列拼接ꎬ如图５所示ꎮ与具备相近Ａｅ的单块磁芯相比ꎬ两块磁芯并列拼接的结构高度更小ꎬ更易于选型ꎮ样机开关频率为２００ｋＨｚꎮ选用Ｆｅｒｒｏｘｃｕｂｅ公司的Ｅ４３/１０/２８磁芯并列拼接ꎬ材料型号为３Ｆ３ꎬ参数为:磁芯ＡＰ＝１６４４６ ７８ｍｍ４ꎬ窗口面积Ａｗ＝７１ ８２ｍｍ２ꎬ中柱磁芯面积Ａｅ＝２２９ｍｍ２ꎮ原边绕组匝数Ｎｐ１＝Ｎｐ２＝６ꎬ副边绕组匝数为Ｎｓ１＝Ｎｓ２＝ｎ Ｎｐ＝４２ꎮ变压器励磁电感Ｌｍ＝１８μＨꎮ图５㊀变压器磁芯的并列结构图４.２㊀绕组结构㊀㊀为提高变换器功率密度ꎬ两路反激绕组分别绕制在并列结构磁芯的两个边柱上ꎮ为减小变压器漏感ꎬ两路反激的绕组均采用对称交叉换位结构ꎮ每路绕组ＰＣＢ均按照ＰＳＳＰＰＳＳＰＰＳＳＰ结构分布ꎬ总共１２层ꎬ原㊁副边各６层ꎬ如图６所示ꎬ其中Ｐ为原边㊁Ｓ为副边ꎮ考虑多层ＰＣＢ板工艺限制ꎬ十二层板价格昂贵ꎬ且布板复杂ꎬ需要很多的过孔才能使不同层的缱绻导体实现电气连接ꎬ这增大了ＰＣＢ的面积和寄生参数ꎮ因此ꎬ采用３个４层ＰＣＢ板相叠加来制作１２层ＰＣＢ线圈的平面变压器ꎬ如图７所示ꎮ每个４层ＰＣＢ板的结构相同ꎬ每块ＰＣＢ板均为ＰＳＳＰ的结构ꎬ这样大幅度降低了ＰＣＢ的成本ꎬ减少过孔数量ꎬ且不同层的走线更加灵活ꎬＰＣＢ面积更小ꎮ图６㊀单路反激绕组结构示意图５㊀仿真和实验㊀㊀基于上述分析和设计ꎬ建立Ｓａｂｅｒ仿真模型ꎬ仿真结果如图８所示ꎮ图８为全桥开关管驱动信号㊁电网电压及并网电流仿真波形ꎬ并网电流ＴＨＤ为４ ９％ꎮ图９为ｉｐ１㊁ｉｐ２及ｉｉｎ的波形ꎬ图１０为ｉｓ１㊁ｉｓ２及ｉｏ波形ꎮ㊀㊀搭建了实验样机ꎮ图１１为满载时输出电压和电流波形ꎬ电流ＴＨＤ为４.０１％ꎬ图１２为两路反激原边电流波形ꎬ图１３为前级驱动信号及开关管漏源电压波形ꎮ图１４为样机效率曲线ꎮ可以看到ꎬ样机原边电流呈正弦双半波ꎬ开关管在关断时漏源电压没有尖峰ꎬ漏感能量被有源箝位电路吸收ꎬ效率较高ꎬ进一步验证了分析和设计正确性ꎮ图７㊀绕组ＰＣＢ布板图图８㊀ＰＶＭＩ输出电压电流仿真波形图９㊀ＰＶＭＩ原边电流仿真波形图１０㊀ＰＶＭＩ副边电流仿真波形图１１㊀满载时逆变器输出电压电流＠输入直流电压２８Ｖ图１２㊀两路反激原边电流波形＠输出满载和输入２８Ｖ图１３㊀反激驱动信号及开关管漏源电压波形图１４㊀ＰＶＭＩ效率曲线６㊀结论㊀㊀为提高ＰＶＭＩ效率ꎬ采用低端有源箝位电路ꎮ为改善户外高温环境下高频功率变压器温升ꎬ采用表面积大热特性好的平面变压器技术ꎮ对于平面变压器ꎬ考虑单个大的磁芯难选型以及不好放置提出采用双磁芯拼接结构ꎮ为提高线圈耦合系数采用了对称结构ꎬ以及为降低采用多层ＰＣＢ板的成本ꎬ提出采用多个相同结构线圈堆叠的结构ꎮ仿真和搭建的２２０Ｗ/２２０Ｖａｃ实验样机工作稳定ꎬ效率较高ꎬ性能良好ꎬ证明了设计正确性ꎮ参考文献[１]㊀陈哲军.基于混合控制ＬＬＣ谐振变换器的微功率光伏逆变器[Ｊ].电器与能效管理技术ꎬ２０２０(１１):７０－７６＋８４.[２]㊀林燕云ꎬ陈哲军ꎬ毛行奎.两级隔离式微功率光伏并网系统仿真与研究[Ｊ].电器与能效管理技术ꎬ２０１５(１０):４０－４５.[３]㊀张震ꎬ苏建徽ꎬ汪海宁ꎬ等.一种优化的反激式微逆变器有源箝位控制方式[Ｊ].电器与能效管理技术ꎬ２０１５(６):５４－５９.[４]㊀王小彬ꎬ张锦吉ꎬ毛行奎.交错反激微功率光伏并网逆变器损耗分析[Ｊ].低压电器ꎬ２０１４(１):５１－５５.[５]㊀ＪｉａｎｇＬｉ.ＲｅｓｉｓｔａｎｃｅＣｏｎｔｒｏｌＭＰＰＴｆｏｒＳｍａｒｔＣｏｎｖｅｒｔｅｒＰＶＳｙｓ￣ｔｅｍ:ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ.ＶｉｒｇｉｎｉａＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＩｎｓｔｉｔｕｔｅａｎｄＳｔａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０１２.[６]㊀Ｈ.ＬａｕｋａｍｐꎬＴ.ＳｃｈｏｅｎꎬＤ.Ｒｕｏｓｓ.ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＳｔｕｄｙＯｆＧｒｉｄＣｏｎ￣ｎｅｃｔｅｄＰＶＳｙｓｔｅｍｓ￣ＦｉｅｌｄＥｘｐｅｒｉｅｎｃｅＡｎｄＲｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄＤｅｓｉｇｎＰｒａｃｔｉｃｅꎬＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｎｅｒｇｙＡｇｅｎｃｙꎬ２００２.[７]㊀齐斌.高功率密度反激变换器中磁性元器件的研究[Ｄ].南京航空航天大学ꎬ２０１８.[８]㊀马超ꎬ张方华.有源箝位反激式光伏微型并网逆变器输出波形质量的分析和改善[Ｊ].中国电机工程学报ꎬ２０１４ꎬ３４(３):３５４－３６２.[９]㊀张锦吉ꎬ王小彬ꎬ毛行奎.交错反激微功率光伏并网逆变器的设计[Ｊ].电力电子技术ꎬ２０１３ꎬ４７[４]:４３－４５.[１０]㊀杨相鹤.交错并联反激微逆变器的研究与设计[Ｄ].成都:电子科技大学ꎬ２０１４.[１１]㊀谢超.交错反激微功率光伏逆变器磁集成研究[Ｄ].福州:福州大学ꎬ２０１４.[１２]㊀张崇金.小功率光伏功率变换关键技术研究[Ｄ].武汉:华中科技大学ꎬ２０１３.[１３]㊀ＺｈａｎｇＪｕｎｍｉｎｇꎬＨｕａｎｇＸｉｕｃｈｅｎｇꎬＷｕＸｉｎｋｅꎬｅｔａｌ.Ａｈｉｇｈｅｆｆｉ￣ｃｉｅｎｃｙｆｌｙｂａｃｋｃｏｎｖｅｒｔｅｒｗｉｔｈｎｅｗａｃｔｉｖｅｃｌａｍｐｔｅｃｈｎｉｑｕｅ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓꎬ２０１０ꎬ２５(７):１７７５－１７８５.[１４]㊀黄秀成.非互补有源箝位反激变流器的研究[Ｄ].杭州:浙江大学ꎬ２０１１.收稿日期:２０２２－０３－２９作者简介:张家璇(１９９５－)ꎬ男ꎬ工学硕士ꎬ研究方向为电力电子变流技术ꎮ。
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基于PSD3XX与ADMC401接口设计的无功发生器系统
摘要文章介绍了3系列芯片的基本功能和401芯片的功能特点，结合硬件电
路图详细分析了两者的接口设计，并对其软件环境和需要注意的问题进行了说明，
最后以静止无功发生器为例，介绍了401+311两片系统的应用方法，同时给出了
系统的硬件结构图。
关键词3401
随着微机控制技术的广泛应用以及控制系统复杂性和实时性要求的不断提
高，很多控制系统都对高速、多功能、大容量控制器的被控对象提出了各种要求
控制。
尤其是在工业应用领域中，系统需要快速地完成大量数据的采集和处理以及
控制信号的接收和发送等诸多功能，这样，一般的单片机系统很难满足要求。
因此，如何设计一个实用、经济、合理的高性能控制系统已成为设计的关键。
１ＰＳＤ芯片说明
对于一个单片机系统，如果采用常规的ＲＡＭ、ＲＯＭ和逻辑器件分离的系
统连接方式，必定会使整个控制电路过于庞杂，从而给设计和调试带来很大的困
难，同时也会降低系统的稳定性。
而美国ＷＳＩ公司生产的可编程外围逻辑器件ＰＳＤ系列芯片内集成有Ｅ
ＰＲＯＭ、ＳＲＡＭ和ＰＬＤ阵列等部件，它将单片机所需的多个外围芯片集成
在一个芯片内，从而大大地简化了硬件电路的设计，减少了印制电路板的面积，
缩短了开发周期。
图１是ＰＳＤ３系列器件的组成结构。
从图中可以看到ＰＳＤ３ＸＸ内部有２５６ｋ位到１Ｍ位不等的ＥＰＲＯ
Ｍ，它们被均匀地分为８个相同大小的区，每个区都有相应的选择信号，通过Ｐ
ＳＤ中ＰＬＤ译码部分可产生相应的选择信号。
还有一些主要的功能部件，如多个单独可配置Ｉ／Ｏ端口、两个可编程阵列
ＰＡＤＡ和ＰＡＤＢ、１６ｋ位静态ＲＡＭ等。
对于较大的系统，还可以通过水平级联以增加总线宽度为特点或垂直级联以
增加子系统深度为特点等方式并配置多个ＰＳＤ３ＸＸ来完成。
ＰＳＤ３ＸＸ可以和多路复用或非多路复用总线的１６位微控制器接口。