基于NCP1351B的光伏并网逆变器辅助电源的设计
三电平npc逆变器硬件设计
三电平npc逆变器硬件设计
三电平NPC逆变器是一种高性能的逆变器拓扑结构，它在电
力电子领域得到了广泛的应用。
下面是三电平NPC逆变器的
硬件设计方案：
1. 选择功率器件：根据设计需求选择合适的功率器件，通常使用IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半
导体场效应管）作为开关管，整流器使用快恢复二极管（FRED）。
2. 控制电路设计：三电平NPC逆变器需要精确的电流和电压
控制，因此需要设计控制电路来实现这些功能。
可以使用微控制器或DSP芯片来实现控制算法，同时需要采用传感器来获
取电流和电压信息。
3. 电源电压设计：三电平NPC逆变器通常使用直流输入电压，因此需要设计适当的电源电压。
可以使用整流器将交流电转换为直流电，然后通过滤波器进行滤波。
4. 电路保护设计：在设计过程中，需要考虑逆变器的电路保护，以保证逆变器在故障情况下的安全运行。
常见的保护措施包括过压保护、过流保护、短路保护等。
5. PCB设计：将上述所有电路元件和电路连接在一起，设计PCB板以实现电路的布线和连接。
需要注意布线的合理性和
有关信号的屏蔽，以减少干扰和噪声。
6. 散热设计：由于三电平NPC逆变器在工作过程中会产生大
量的热量，因此需要进行散热设计来保持逆变器的工作温度在可接受范围内。
可以使用散热片、散热器等散热设备来提高散热效果。
总之，三电平NPC逆变器的硬件设计需要综合考虑功率器件、控制电路、电源电压、保护措施、PCB设计和散热设计等多
个方面。
需要根据具体的设计需求和要求进行设计。
光伏逆变器关键技术研究与设计
光伏逆变器关键技术研究与设计光伏逆变器是光伏系统中至关重要的组件，它将直流光伏电能转化为交流电能，以满足电网接入或直接供电的需求。
在光伏逆变器的设计与研究过程中，存在着许多关键的技术问题需要解决。
本文将重点探讨与光伏逆变器关键技术相关的问题，包括功率拓扑结构选择、智能控制技术、提高效率与可靠性等方面的内容，并提出相应的解决方法。
1. 功率拓扑结构选择光伏逆变器的功率拓扑结构直接影响着其性能和效率。
常见的功率拓扑结构包括单相桥式逆变器、全桥逆变器、多电平逆变器等。
在选择功率拓扑结构时，需要综合考虑系统的效率、成本、可靠性等因素。
单相桥式逆变器成本较低，但效率较低；全桥逆变器效率高，但成本较高；多电平逆变器能够提高系统效率和减小谐波，但造价昂贵。
因此，在设计光伏逆变器时，需要根据实际需求综合评估各种拓扑结构的特点，并选择最适合的拓扑结构。
2. 智能控制技术光伏逆变器的智能控制技术是实现其高效稳定运行的关键。
智能控制技术包括最大功率点追踪（MPPT）算法、电流闭环控制、电压闭环控制等。
其中，MPPT算法能够实时调整光伏阵列的工作点，使其始终工作在最大功率点，从而最大限度地提高光伏系统的输出功率。
电流和电压闭环控制能够实现光伏逆变器的稳定运行和系统保护。
因此，在光伏逆变器的设计过程中，应结合实际需求，选择合适的智能控制技术，并进行合理、精确的参数设计。
3. 提高效率与可靠性光伏逆变器的效率和可靠性是影响其运行质量的关键因素。
在提高效率方面，可以从两个方面进行优化。
首先，通过优化功率器件的选择和设计，减少开关损耗，提高转换效率。
其次，通过优化MPPT算法和智能控制技术，确保光伏阵列始终工作在最大功率点，充分利用太阳能资源。
在提高可靠性方面，可以采取多级保护措施，如过压、欠压、过流、过热等保护机制，以应对各种异常工作情况，减少故障率。
此外，光伏逆变器的设计还应考虑到实际应用环境的特点，如气候条件、电网要求等。
浅谈光伏发电并网逆变器的设计
浅谈光伏发电并网逆变器的设计摘要：本文主要是针对对我国光伏发电的现状，从光伏发电系统的最大功率点（MPPT）跟踪技术、对双闭环的控制策略以及调制方式等方面来分析和研究光伏发电并网逆变器的设计。
关键词：光伏发电、并网逆变器设计、研究0 引言在太阳能的利用过程中，光伏组件的成本不断地降低，而且光伏发电的技术也在日益进步和完善，太阳能的利用，即光伏发电模式已经成为了主流，然而并网发电系统又是光伏发电系统的主要发电形式。
现如今，我国光伏发电系统在发展过程中仍然存在着一些不足之处，严重地制约了我国光伏发电事业的进步和发展。
对于光伏电池而言，其能量的转换效率比较低，特别是太阳能电池板的光电转换效率，不能很好地利用太阳能；与传统的能源相比，光伏发电由于受到其电池的限制，生产成本相比较高；光伏发电系统还特别容易受到外界环境等因素的影响；在使用光伏并网发电系统的时候，我们要严格地控制并网的电压，尽可能地避免或者减少输出电压并网时对电网所造成的污染和孤岛效应等负面影响。
1 逆变器的工作原理（如图所示：）图中是一个推挽式拓扑逆变电路，当E1驱动脉冲驱动时，Q1导通，使VT3、VT6导通，VT7、VT8截止，此时电路进行正半周波形放大，变压器升压到次级，通过高频整流管整流，当E2脉冲驱动时，Q2导通，驱动VT7、VT8导通。
VT3、VT6截止，进得负半周波形放大。
经升压变压器升压后，高频整流。
（此VT3\6\7\8以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一对导通，所以导通损耗小效率高。
推挽输出既可以向负载灌电流.）2 光伏发电系统的最大功率点跟踪技术光伏电池的电气特性告诉我们，光伏电池最大功率点的位置会随着外界环境条件的改变而发生改变。
所以，我们采取光伏发电系统的最大功率点跟踪技术，使光伏电池的输出功率尽量工作在最大的功率点，最大化地利用光伏电池阵列所产生的电能，进一步提高光伏发电系统的利用效率。
毕业设计(论文)光伏并网发电系统设计
摘要随着社会生产的日益发展，对能源的需求量在不断增长，全球范围内的能源危机也日益突出。
地球中的化石能源是有限的，总有一天会被消耗尽。
随着化石能源的减少，其价格也会提高，这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。
可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源，特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。
其中太阳能资源在我国非常丰富，其应用具有很好的前景。
光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电，并回馈电网。
光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器，在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。
给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析，同时选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU，阐述了芯片特点及选择的原因。
并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。
文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了阐述并提出了针对本设计的实现方法。
最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。
文章的主要内容如下:1.目前国内外光伏发电的现状和发展前景，并对光伏并网发电系统的功能、分类和特点作了简单介绍，对光伏并网发电系统建立了一个总体认识。
2.研究了光伏电池的基本发电原理和输出特性。
重点研究了光伏电池的输出特性和其影响因素，并得出相应的结论。
3.并网逆变器主要包括DC/DC及DC/AC两部分，文中分析了各部分设计重点，明确了选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU的原因及优点，同时给出了控制及软件实现方法。
4.光伏电池发电输出是非线性的，存在输出最大功率(CMPPT)跟踪问题。
本文阐述了常用的最大功率点跟踪方法，并结合本设计提出了改进方法。
使光伏电池工作于最大输出功率点上，获得高效功率输出。
5.在实际太阳能并网发电系统中，太阳能电池的输出及电网的电压是不断波动的，如何实现安全并网以及在运行中对各种故障的检测及报警进行了探讨，重点对“孤岛效应”进行了分析。
1KW光伏发电单相离网220V 逆变器设计毕业设计
1KW光伏发电单相离网220V 逆变器设计毕业设计目录1 绪论 (3)1.1太阳能应用的背景 (3)1.2光伏发电应用现状和意义 (2)1.2.1 国内光伏发电应用现状 (2)1.2.2 国外光伏发电发展现状 (3)1.2.3 研究的意义 (4)1.3本课题研究的内容 (4)1.4本课题结构 (4)2 光伏发电系统的基本组成和工作方式 (5)2.1光伏发电系统的基本组成 (5)2.2光伏发电系统的工作方式 (6)3 太阳能电池和MPPT控制 (9)3.1太阳能电池的工作原理 (9)3.1.1 太阳能电池的V-I特性 (10)3.1.2 太阳能电池最大效率点的跟踪控制(MPPT) (13)3.1.3 常用MPPT控制技术 (14)3.2光伏组件的几种结构 (17)4 蓄电池的分类和充电方式 (19)4.1蓄电池的分类 (19)4.2蓄电池的充电方式 (20)5 主电路拓扑、控制方式及IPM模块的介绍 (23)5.1DC-DC部分的电路拓扑 (23)5.2DC-AC（逆变）部分的电路拓扑 (24)5.3控制方式 (25)5.4IPM模块的介绍 (27)6 本课题中蓄电池以及光伏电池的选择 (30)6.1蓄电池的选择 (30)6.2光伏电池的选择 (31)7 1KW单相离网220V逆变器的硬件系统设计 (32)7.1系统的构成和主要参数 (32)7.1.1 系统的构成 (32)7.1.2 主要参数 (32)7.2主电路拓扑及电路主要参数设计 (33)7.2.1 主电路拓扑 (33)7.2.2 功率开光管的选择 (33)7.2.3 功率开光管的缓冲电路的设计 (34)7.2.4 电路主要参数设计 (34)7.3IPM模块PM50B4LB060的驱动电源和外围的保护 (36)7.3.1 PM50B4LB060驱动电路 (38)7.3.2 PM50B4LB060外围的保护 (40)7.4基于DSP的控制系统设计 (40)7.4.1 DSP端口资源的分配 (42)7.4.2 取样检测电路 (43)8 系统软件的构架 (46)8.1系统的软件构架 (46)8.1.1 PI算法的程序框图 (48)8.1.2 PI控制程序框图 (49)8.1.3 SPWM波的生成 (50)8.1.4 系统的保护 (52)9 结论与展望 (53)9.1结论 (53)9.2展望 (53)参考文献 (54)翻译部分 (56)英文原文 (56)中文翻译 (60)致谢 (70)1 绪论1.1 太阳能应用的背景目前，世界能源结构中，人类主要利用的是化石能源，其中石油、天然气、煤炭的消费构成分别为41%、23%和27%而根据目前所探明的储量和消费量计算，这些能源资料仅可供全世界大约消费170年。
太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图
太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图随着生态环境的日益恶化，人们逐渐认识到必须走可持续发展的道路，太阳能必须完成从补充能源向替代能源的过渡。
光伏并网是太阳能利用的发展趋势，光伏发电系统将主要用于调峰电站和屋顶光伏系统。
在光伏并网系统中,并网逆变器是核心部分.目前并网型系统的研究主要集中于DC—DC和DC-AC两级能量变换的结构。
DC—DC 变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点；DC—AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位，同时获得单位功率因数。
其中DC—AC是系统的关键设计.太阳能光伏并网系统结构图如图1所示.本系统采用两级式设计，前级为升压斩波器，后级为全桥式逆变器.前级用于最大功率追踪，后级实现对并网电流的控制。
控制都是由DSP芯片TMS320F2812协调完成。
图1 光伏并网系统结构图逆变器的设计太阳能并网逆变器是并网发电系统的核心部分，其主要功能是将太阳能电池板发出的直流电逆变成单相交流电,并送入电网。
同时实现对中间电压的稳定，便于前级升压斩波器对最大功率点的跟踪。
并且具有完善的并网保护功能，保证系统能够安全可靠地运行。
图2是并网逆变器的原理图。
图2 逆变器原理框图控制系统以TI公司的TMS320F2812为核心，可以实现反馈信号的处理和A/D转换、DC/DC变换器和PWM逆变器控制脉冲的产生、系统运行状态的监视和控制、故障保护和存储、485通讯等功能。
实际电路中的中间电压VDC、网压、并网电流和太阳能电池的电压电流信号采样后送至F2812控制板。
控制板主要包括：CPU及其外围电路，信号检测及调理电路，驱动电路及保护电路.其中信号检测及调理单元主要完成强弱电隔离、电平转换和信号放大及滤波等功能，以满足DSP控制系统对各路信号电平范围和信号质量的要求。
光伏发电并网逆变器毕业论文(学术参考)
1.4
对光伏并网发电系统的研究与探索是非常有意义的，不仅在技术上可以更上一个台阶，在工程上取得经验，而且另外还能确定它在经济方面是可行的。光伏发电要是想进军到建筑市场和电力市场，那就必须发展并网光伏发电，光伏发电应用的规模只有达到了电力的规模，才能对能源的紧张和环境污染的抑制起到理想的作用。要想研究光伏并网发电系统，其重点应该落在并网发电的经济政策研究和具有商业化前景的实用技术和工业部件上。
发明了非晶硅太阳能电池
美国建成了7MW太阳能发电站
日本建成了1MW太能发电站
制定再生新能源发电与公共电力网并网法规（德国）
制定逆潮流供电与公共网并网法规（日本）
住宅用太阳光发电系统技术规程（日本）
RPS法（新能源法案）（日本）
1.3
目前我国的经济发展正处在繁荣时期，但是能源问题却是很严峻，在大多数城市中，由于现在的工厂燃烧大量的化石能源，环境恶化的趋势十分明显。由世界卫生组织（WHO）
表1-1光伏发电的历史
2000年公布，在世界上污染最严重的十个城市之中，中国占了八个，而且北京位居第七位。因此发展光伏并网发电会有助于提早解决这一问题。我国相关部门开始重视起来，国家科技部首先规划出有步骤的推进有关的科技创新研究、示范和产业化进程。在“八五”与“九五”期间，“光伏屋顶并网发电系统”已经被“国家科技公关计划”所列入，若干光伏屋顶并网发电系统示范工程分别建成在深圳和北京。现在我国仍然需要进口光伏并网发电的关键技术和设备，然而，为了面对巨大的国内需求，实现具有自我知识产权的高科技的发展相当关键，这是一个亟待解决的问题。具体的目的在光伏并网发电系统中表现在：（1）为了实现提高转换电能的质量，将太阳能光电转换组件阵列输出的直流电变化成为220V，频率为50Hz的单相正弦波，使电流与电压要有比较小的畸变率；（2）可以使系统变得更安全，如输入接反保护、输出短路保护、输出过载保护、直流过压保护、欠压保护、交流过压、“孤岛”保护。
光伏离网逆变器并机典型设计
光伏离网逆变器并机典型设计在一些无电地区，安装光伏离网储能系统，比采纳油机发电，更经济和环保。
相对于并网系统，离网系统较为简单，需考虑用户的负载、用电量、当地的天气状况，特殊是负载状况多样化，有像水泵类的感性负载、也有像电炉类的阻性负载，有单相，也有三相。
对于大于10kW的光伏离网系统，可以采纳单机或者多机并联的方式，但各有其优缺点。
本文主要介绍采纳多台离网逆变器搭建的中大功率光伏离网系统设计方法。
古瑞瓦特离网掌握逆变一体SPF5000TL HVM机型，最多支持6台并机，可以搭建30kW以内的光伏离网系统。
既可组成30kW的单相系统，还可组成30kW的三相系统。
考虑到三相负载不肯定均衡，6台逆变器组成三相系统时，还有多种配置方法，如222、321、411等，可以应对不同场景的用户需要。
下表是一个用户的实际负载状况和用电状况。
这个系统较特别，有单相负载与三相负载两种，且三相不平衡。
我们依据负载的分布，先进行逆变器选型设计，系统总负载功率是24kW，用户表示，不会全部的负载都同时运行，最大功率在20kW左右，因此设计采纳6台5kW单相离网逆变器，A相用3台共15kW，B相用2台共10kW，C相用1台共5kW，构成一个30kW三相不平衡的离网系统。
单相逆变器输出有两根线：相线和零线，6台逆变器的零线全接在一起，3台逆变器的相线接在A相，2台逆变器的相线接在B相，1台逆变器的相线接在C相。
多台逆变器并联，每台机还需连接通信线，A相的3台机均流线接在一起，B相的2台机均流线接在一起,连接完线，再接上蓄电池，关闭输出断路器，在面板上设置逆变器的相位，SPF5000进入设置第23项，A相的3台机设为3P1，B相的2台机设为3P2，C相的1台机设为3P3，设置完成，便可运行。
选完逆变器，我们再计算组件用量，该系统平均每天需80度电，当地的峰值日照小时数据是平均每天3.5小时，离网系统的效率比并网低，约为0.7，这样算80/(3.5*0.7)，需要32kW左右的光伏组件，设计采纳280W的组件120块，每台逆变器20块，功率5.6kW，组件采纳10串2并的方式接入逆变器，系统总功率33.6kW。
光伏并网逆变器总体方案
目录1简述 (3)1.1 功能 (3)1.2 引用文件 (3)1.3 模块划分 (3)2 硬件设计 (3)2.1 机箱结构 (4)2.1.1设计原则 (4)2.1.2箱体构成 (4)2.1.3部件安装关系 (5)2.1.4材料要求 (5)2.2 逆变器硬件电路 (5)2.2.1 主板设计 (5)2.2.1.1主电路设计 (5)2.2.2 IGBT驱动电路 (8)2.2.3 保护电路 (10)2.2.4 信号接口表 (11)2.3 DSC板设计 (13)2.3.1 DSC芯片介绍 (13)2.3.2 信号检测电路 (14)2.3.3模拟量输入 (15)2.3.4开关量输入 (15)2.3.5开关量和PWM输出 (15)2.3.5仿真器接口 (15)2.3.6通讯 (15)2.3.7基准电压的产生 (16)2.3.8电源 (16)2.3.9输入输出信号 (16)2.4 显示板 (18)2.5 逆变器供电模块 (18)3 控制方案设计 (18)3.1 控制模式选择 (18)3.2 光伏并网逆变控制策略 (19)3. 3 内环控制基本原理 (20)3.4 外环控制基本原理 (22)4.软件设计 (23)4.1 控制软件 (24)4.1.1控制软件功能 (24)4.1.2 控制软件时间性能 (24)4.1.3 其它设计 (24)4.1.4 底层软件设计 (24)4.1.5 DSC软件设计 (24)4.1.6 Mppt算法程序设计 (28)4.1.6.1 最大功率跟踪的原理 (28)4.1.6.2 逐步逼近法原理 (29)4.1.7 反孤岛算法程序设计 (31)4.1.7.1 孤岛效应 (31)4.1.7.2 孤岛检测 (32)4.1.7.2滑动频率偏移法 (32)4.1.8 保护 (36)4.1.8.1太阳能电池板 (36)4.2.8.2电网 (37)4.2.8.3功率 (37)4.2显示程序 (37)4.2.1 串口接收程序。
三相光伏并网逆变器的设计
三相光伏并网逆变器的设计毕业设计开题报告1 选题的目的和意义随着社会生产的曰益发展，对能源的需求量在不断增长，全球范围内的能源危机也日益突出。
地球中的化石能源是有限的，总有一天会被消耗尽。
随着化石能源的减少，其价格也会提高，这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。
可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源，特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。
其中太阳能资源在我国非常丰富，其应用具有很好的前景。
光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电，并回馈电网。
存阳光充足时，太阳能发出的电可供使用，而不使用市网电；在阳光不充足或光伏发电量达不到使用量时，由控制部分自动调节，通过市网电给予补充。
此系统主要用于输电线路调峰电站以及屋顶光伏系统。
光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器，在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。
给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析，同时选用Tl公司的DSP芯片TMs320F2812作为控制CPU，阐述了芯片特点及选择的原因。
并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。
文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了闸述并提出了针对本设计的实现方法。
最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。
2 本选题的国内外动向太阳能光伏并网发电始于20世纪80年代，由于光伏并网逆变器在并网发电中所起的核心作用，世界上主要的光伏系统生产商都推出了各自商用的并网逆变器产品。
这些并网逆变器在电路拓扑、控制方式、功率等级上都有其各自特点，其性能和效率也参差不齐。
目前在国内外市场上比较成功的商用光伏并网逆变器主要有以下几种：1．德国SMA公司的Sunny Boy系列光伏逆变器艾思玛太阳能技术股份公司(SMA SolarTechnology AG)是全球光伏逆变器第一大生产供应商，并引领着全球光伏领域的技术创新和发展。
该公司推出的Sunny Boy系列光伏组串逆变器是目前为止并网光伏发电站最成功的逆变器，市场份额高达60％。
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基于NCP1351B的光伏并网逆变器辅助电源的设计蒋晓明;曾德志;黄丹;赵基建【摘要】设计辅助电源应用于DSP控制的光伏并网逆变器.为满足多路输出、输入电压范围宽(80～550 V DC)、稳定可靠、效率高等要求,采用了基于NCP1351B的双管反激式开关电源.介绍了该开关电源的设计过程和参数计算方法,论述了双管反激变换电路、多输出变压器、反馈电路及稳压电路的设计.设计的辅助电源已经用于光伏逆变器上,运行稳定可靠.实验结果证明了设计方法的正确性.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2016(040)001【总页数】4页(P141-143,228)【关键词】开关电源;双管反激变换器;可变关断时间的PWM控制器;NCP1351B 【作者】蒋晓明;曾德志;黄丹;赵基建【作者单位】广东省自动化研究所,广东广州510070;广东省自动化研究所,广东广州510070;广东省自动化研究所,广东广州510070;广东省自动化研究所,广东广州510070【正文语种】中文【中图分类】TM4642 kW光伏并网逆变器，需要一个辅助电源来对它的控制、采样、驱动和保护电路供电，它的输入电压直接引自于光伏电池阵列80～550 V DC，输出为+15、+12、+7、－12 V DC。
反激式开关电源具有诸多优点，如体积小、稳压范围宽、便于实现多路输出，因而优先选择。
但是根据其工作原理可知，开关管在关断期间承受比较高的电压，约为两倍输入电压，当输入电压较高时，对开关管的耐压性能是一个比较大的挑战。
双管反激式变换器能很好地解决这个问题，钳位二极管的存在，使任一开关管的最大电压都不会超过最大直流输入电压[1]。
另外，这种拓扑结构具有更高的工作效率[2]。
芯片NCP1351B具有良好的待机能耗和完善的保护功能，大大简化了控制电路的外围电路设计。
所以，本文设计了基于NCP1351B的双管反激式开关电源。
1.1 主电路的工作原理本设计的主电路双管反激式拓扑结构如图1所示(仅以多路输出的其中一路为例)。
图中，当Ql和Q2同时导通时，DC电源和变压器初级组成回路，变压器初级的电流上升，变压器的磁通密度从初始的剩余磁通Br上升到峰值Bw，并将能量存储在变压器中，这时由于次级的二极管D3的截止作用，使得变压器不能向次级传送能量。
而当Ql和Q2同时关断时，由于反激的作用，变压器初级的电压反向，钳位二极管Dl和D2导通，以把原边绕组的反激电压和开关管上的电压钳制在电源电压Vdc；同时，存储在变压器的能量一部分向副边传递，另一部分通过钳位二极管返回给电容C1。
因而在反激时间内，变压器的磁通密度从峰值下降到剩余磁通。
经过一段时间，Q1 和Q2又同时开通，以进入下一个周期。
整个电路通过连续地开关Ql和Q2，就可以得到稳定的直流输出。
由于实际电路的分布参数以及开关管Ql和Q2的属性并非完全相同，所以Q1和Q2不是完全同时开关。
当Ql先关断时，变压器初级T1、Q2和D2组成回路续流，而当Q2关断时，变压器储存的能量将向次级传送；同理，当Q2先关断，变压器初级Tl、Ql和D1将组成回路续流，当Ql关断时，变压器存储的能量向次级传送[3-4]。
与一般采用单管加控制芯片的开关电源不同的是，本设计采用了上下两个MOSFET，这样做的目的一是可以降低每个开关管上承受的电压，二是两个开关管不需要采用两个控制芯片来控制，只用一个PWM波就可以实现两个开关管的同时开通和关断。
图2所示是本设计的主电路图，图中，Q1和Q2共用一个驱动信号，故可实现同时开通和关断。
R1为采样电阻，该主电路采用的是峰值电流控制模式。
次级整流二极管后加p型滤波器的效果要比只用电容滤波更好。
R20，R22，R23，R27，Q5 和U3共同组成反馈电路。
1.2 控制电路的设计本设计采用NCP1351可变关断时间的PWM控制器，该控制器是一款固定导通时间、改变关断时间的小功率反激变换控制IC，它采用固定峰值电流模式技术，开关频率可随负载变轻而降低，提供了极好的空载性能，在其他负载条件下也有极佳的转换效率，是符合最新节能标准的电流型PWM控制器。
NCP1351的PIN脚功能说明如下：1PIN FB反馈输入，当向内注入电流时降频。
2PIN CT设置振荡频率，外接CT到GND设置最高工作频率。
3PIN CS电流检测输入。
4PIN GND公共端。
5PIN DRV驱动输出，驱动外部MOSFET。
6PIN Vcc IC供电端子，最高电压达28 V。
7PIN Latch闩锁输入，正电压VLATCH加入时，锁住控制器。
8PIN Timer故障时段电容端，外接一电容设置故障验证时间。
图3所示是本设计的控制芯片电路及驱动电路。
R12是启动电阻，提供芯片的启动电流，电源在第一次启动时，通过R12、C30和C31提供工作电源，电源启动后，负载绕组辅助输出给芯片供电。
本设计直接采用负载绕组给控制芯片NCP1351B供电，不需要设计额外的辅助绕组。
应当注意的是，在双管反激电路中，两个开关管中间有一个悬浮地，因而不能直接驱动，所以，本设计还在PWM输出端设计了一个信号耦合变压器，这样可用同一个PWM信号来控制两个MOSFET，使Q1和Q2同时开通和关断，还可以实现驱动MOSFET信号的隔离。
反馈电流在R19上形成反馈电压，构成一个完整的闭环电路，使输出级电压恒定不变。
电路正常工作时，主电路电流在检测电阻R1上形成一个负电压，使芯片的公共端(GND)电位高于接地端，该电压信号通过由R18、C32组成的低通滤波器，输入芯片的第3脚，从而检测到主电路电流的大小；同时该电压信号通过R16、C28组成的低通滤波器，输入芯片的第7脚，当该电压信号过高时，芯片将被锁定，不再输出PWM波，从而实现过载和短路保护[5]。
由R12、R17、R1组成的分压电路，可实现过压保护。
1.3 变压器参数设计1.3.1 功率计算输入电压即为光伏阵列输出电压：80～550 V DC。
输出有以下几路：V+15：300 mA，提供采样电路霍尔传感器、运算放大器等的供电电源；50 mA，为芯片NCP1351供电。
V+12：0.6 A，机箱散热风扇的供电电源；300 mA，3个继电器的供电电源；400 mA，为Boost电路和全桥逆变电路共5个IGBT的驱动电路供电。
V+7：500 mA，+7V经稳压芯片TPS5430稳压，得到+5V，提供串口、CAN总线通信电路的电源；+5 V送入控制板后，再经电源集成芯片产生+3.3 V给DSP供电。
V－12：300 mA，提供采样电路霍尔传感器、运算放大器等的供电电源。
上述各路总输出功率为：式中：ηest为估计的开关电源效率，此处取80％，实际效率将更高。
平均输入电流：式中：下角标nom表示额定值。
在输入电压最低时，就可以解出最大的平均输入电流：依此值可确定变压器一次侧导线尺寸。
输入峰值电流：1.3.2 变压器磁芯及绕组设计首先根据设计要求，选择MnZn功率铁氧体材料TP4，该材料主要用于开关电源变压器及传输高频功率器件。
因为本文设计的电源功率小于30 W，选择磁芯型号为EI28A，可满足要求。
要使变压器可靠工作，就要使磁芯工作在单象限的场合，需要加气隙。
在开关管导通期间，可将一次绕组视为一个电感，电流与时间成线性关系：式中：Ton=Dmax/f，f=30 kHz。
由此可计算出一次绕组的最大电感：变压器最大连续输出功率：Pin(core)大于Pout，满足负载所需的最大功率。
气隙的长度可以用下式近似计算：式中：Ae为有效磁芯面积，Ae=89×10－6m2；Bmax为最大工作磁芯密度，TP4型铁氧体材料的饱和磁通密度，在25℃时为510 mT，在100℃时为390 mT，为确保变压器在工作时不出现磁饱和，取Bmax=300×10－3T。
计算结果为磁路间隙的总和，对于EI型磁芯，通常加入一定厚度的电工绝缘纸来形成气隙，绝缘纸的厚度应为气隙长度的一半，即：则一次绕组的匝数为：为了便于计算，取50匝。
输出最大功率时的二次绕组匝数，可用下式计算：式中：Vfwd为二次侧整流二极管的正向导通压降，这里采用肖特基二极管SS210，Vfwd＝0.85 V。
可求得各绕组的匝数分别为：在磁芯允许的范围内取最接近的整数：N+15=10，N+12=8， N+7=5，N-12=8。
为减少漏感，绕制变压器时可采用“夹层绕法”，将一次绕组的一半绕在最里，另一半绕在最外层，二次绕组夹在这两层中间。
二次绕组采用“堆叠式绕法”，将+15、+12和+7 V三个绕组堆叠绕制，高压绕组叠加在低压绕组上面，低压绕组可分担高压绕组的负载电流。
一次侧电流有效值的最大值Irms可由Ipk和Dmax求得：二次侧各绕组电流有效值的最大值即为设计电流，分别为0.35、1.3、0.5、0.3 A。
将+15、+12和+7 V三个绕组堆叠绕制，于是，这三个绕组中电流有效值的最大值分别为0.35、1.65、2.15 A，而－12 V绕组的电流不变。
电流密度取6 A/mm2，查表得一次侧和二次侧各绕组漆包线尺寸分别为f0.41、f0.29、f0.62、f0.72，f0.29 mm。
太粗的漆包线会造成绕制困难，可采用多股细导线，这里采用如下方案：2股f0.3mm、1股f0.3 mm、4股f0.3 mm、6股f0.3 mm、1股f0.3 mm。
绕制时，从里到外，按图4中N1～N6的顺序绕制。
为验证本文分析的过程，设计如下实例，其主要参数为：输入电压为三相380 V AC经三相可调整流模块整流后的直流电压，范围为80～550 V；输出电压为+15、±12、＋7 V共4路，总计功率为28 W，开关管驱动变压器磁芯选用锰锌铁氧体PC40，开关管选用东芝2SK2608，钳位二极管选用US1M。
图5为在额定负载时，各路输出电压在不同输入电压下的变化图。
由图5可见，当输入电压在80～550 V DC范围内变化时，输出电压非常稳定。
图6中，输入电压为200 V的情况下，(a)为上开关管及驱动信号波形，开关管两端电压峰值约为80 V；(b)为下开关管及驱动信号波形，开关管两端峰值约200 V。
由(a)、(b)两图可明显看出，由于钳位二极管的存在，开关管的电压峰值低于输入电源电压。
(c)为采样电阻电压及下开关管驱动信号波形；采样电阻两端的电压峰值约为1 V，即为原边电流波形，原边电流的尖峰是由副边二极管的反向恢复过程所引起的。
另外，电路的分布参数和管子的性能差别，引起上下管开关过程中振荡的大小不同。
当电路工作于不连续模式时，开关管死区期间会出现高频振荡，这是因为开关管的结电容与变压器漏感形成了振荡回路，对电源的性能影响不大，可不考虑。