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推挽电路在并网型MIC体系中的仿真与使用

1.前言随着电力电子在光伏发电行业得到越来越广泛的用,光伏逆变器得到了快速的发展。目前,光伏逆变器正朝着小型化、智能化和模块化的方向发展。在此基础上,我们准备做一个MIC(ModuleIntegrat

  1.前语

  跟着电力电子在光伏发电职业得到越来越广泛的用,光伏逆变器得到了快速的开展。现在,光伏逆变器正朝着小型化、智能化和模块化的方向开展。在此根底上,咱们预备做一个MIC(Module IntegratedConverter)体系,该体系是树立在单个PV 模块上的逆变器,处理了MPPT 的难操控问题,不存在多模块串并联的功率严重损失问题,在国外得到了广泛的重视和开展。本论文首要介绍整套体系中的前级升压电路,主电路拓扑运用推挽升压,操控芯片选用SG3525。

  2.推挽主电路规划本文选用推挽升压结构,因为推挽电路是PV 模块接入的榜首级电路,在升压级首要做MPPT 操控,本文不触及MPPT 的操控电路规划,给出的操控基准为一个电压常数,可自行进行修正。主电路拓扑结构如图1所示。

  2.1 体系规划要求

  关于 MIC 体系的规划,要求满意输入光伏模块的给定方针,本规划选用的光伏模块为聚光光伏组件CM2402,详细参数见表1,依据给定输入咱们来确认体系的规划要求。

  PV module 输出为一个直流的电压与电流,介于输入电压过低,咱们有必要对PV 输出电压进行升压以满意并网要求,一起还要考虑在器材挑选上对耐压,最大电流的承受才能。从上表能够得到,体系的规划方针规模如下:

  (1) 输入电压:0-48V;

  (2) 输入电流: 0-5A

  (3) 输入最大功率:200W

  (4) 开关频率:50Khz

  2.2 实践电路器材挑选

  实践电路中器材的挑选依据体系规划要求来确认,首要确认FUSE,FUSE 首要起到约束输入电流过大效果,因为本体系输入为一个PV module,遭到本身光电转化才能影响,电流最大为5A 左右,所以本规划中选用一个稳妥电流值为6A 的稳妥管。高频开关管的确认,在参考文献[1]中,能够得到,推挽电路的耐压值大约为2.5 倍的输入电压值,电流的答应最大值为5A,挑选管子时,最低答应经过电流不能低于这个数值。别的,咱们还要考虑到管子的损耗问题,咱们需求挑选一个低导通损耗的管子来确保再不外加散热情况下,管子能够正常运用,不至于过热导致体系溃散。

  为下降电路的开关损耗和减小关断瞬间电压尖峰,能够结合实践情况给电路加上RC 缓冲电路。推挽电路中,变压器的规划成功与否直接影响推挽级电路的作业才能,下面咱们来要点介绍推挽电路

  中变压器的规划:

  (1)确认几个重要参数。高频开关管规划频率为50Khz;所选用的磁芯资料为PC40,额外磁通密度挑选0.6* m B =0.6*5100=3000G;导线的电流密度依据经历挑选10A/mm2。

  (2)确认磁芯尺度。依据上一步得到的原始规划尺度依据公式能够核算出变压器规划的视在功率容量为:

  3.推挽操控电路规划

  推挽级电路的操控环路规划,旨在满意最大功率点盯梢(MPPT),本文对MPPT 不做过多介绍,只供给一种操控战略。MIC 体系经过对PV module 的输入电压,电流进行采样,核算,得到一个起浮规模较小的变量基准,本文将此基准假定为一个定值(挑选值为CM240-2 供给的最大功率点电压44V )。整个推挽升压电路的操控电路规划方针为经过操控输入到并网逆变器的电压值,确保PV module 时间确保在最大功率点邻近作业,确保整机输出功率,体系操控框图如图 2,操控芯片选用SG3525。

  4.推挽电路的仿真剖析

  依据上文对推挽级升压电路的大致介绍,咱们能够从仿真视点来验证体系可行性,经过对体系进行仿真,确认体系可行性,并调整详细参数,为试验渠道的树立打下坚实的根底,仿真文件如图 3 示,仿真成果如图 4,由仿真成果能够得出结论,规划能够满意要求,PV module 输入电压被操控在MPPT 邻近,输出级电压能够升高到高于电网峰值电压的一个合理数值。

  5.试验成果

  经过上述剖析和仿真成果,咱们建立一个详细的电路板,电路器材彻底依据上述核算和剖析挑选,试验波形如图所示。在调试过程中,咱们首要对操控电路进行调试,验证操控环路是否有用,此刻应对输出电压进行操控,占空比输出最大则操控电路能够正常作业,之后再接成咱们上文说到的操控战略,验证咱们体系主电路与操控电路的有用性。图5 为输入电压电流参数,图6 为输出电压和驱动波形。

  在体系调试过程中,咱们的输入为一个直流稳压源串联变阻器来模仿PV modue,对变阻器后边的电压进行操控,来到达操控这一点输出的功率的意图。经过推挽电路,把推挽级输出电压升高到满足的高度来完结下面的并网逆变环节。最终经过简略的功率核算,能够得到推挽级升压电路的全体功率能够到达90%以上。

  6.总结

  以上剖析了并网型MIC 体系前级升压电路,全文指出规划电路的各个重要环节需注意的问题。器材选型需求在给定的规模进行挑选,超出规模将形成体系焚毁。经过对推挽级体系进行闭环仿真,验证其可完成性,并给下一步的详细试验渠道建立发明杰出的条件,最终给出规划波形。跟着全国际动力缺少的不断恶化,光伏将起到越来越重要的效果。小型化,模块化是光伏未来的开展方向。并网型MIC 体系今后必将在光伏市场上占有重要的位置。

  参考文献

  [1] Abraham I. Pressman.王志强译.开关电源规划(第二

  版).北京:电子工业出版社,2005.9;

  [2] 李桂丹,毕志军,高素玲.一种根据PWM 的推挽式开关

  电源的研讨.电源国际.2008,(12);

  [3] 刘伟涵.600W 28VDC/360VDC 推挽正激变换器的研发和

  偏磁研讨.南京航空航天大学.2006

  作者简介:

  郝晓飞 男,1987年生,北方工业大学机电工程学院,

  研讨生,首要研讨方向为M%&&&&&%体系

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