要完成把太阳能电池上的低直流电能能够并网供电，就需求一种逆变设备，这种逆变设备要求能够把低的直流电变换成与电网电压起伏、频率、相位均相同的正弦交流电，才干确保牢靠的并网供电。而完成逆变的首要部分便是逆变操控器。本计划拟选用单片FPGA来完成太阳能并网逆变操控器的功用，其完成全体框图如图1所示。
首要数据收集芯片在FPGA的操控下收集的市电电压与逆变器输出电压进行锁相，确保了逆变器输出电压与市电电压坚持相位共同，用锁相环输出的正弦信号作为电压电流双环操控的基准信号。电压电流操控环在基准信号、滤波电感电流、输出电压的反应信号的操控下经过PI调理等操控战略产生用于SPWM的调制波，该调制波与三角波经过SPWM产生模块即可产生SPWM波作为全桥逆变开关管的开关操控信号。
芯片中还有用于DC-DC的PWM操控信号，经过收集DC-DC输出电压值来实时调理PWM脉冲宽度，确保DC-DC输出的高直流电压的安稳。输入欠压输出过流维护模块确保在光伏电池输出电压过低时、输出过流时及时关断SPWM和PWM信号，确保设备的安全。
1.电压电流双环操控
电压外环电流内环的双环操控计划是高功能逆变电源的发展方向之一，双环操控计划的电流内环扩展逆变器操控体系的带宽，使得逆变器动态呼应加速，非线性负载适应能力加强，输出电压的谐波含量减小。本规划拟选用以滤波电感电流为内环被控量的电感电流内环电压外环双闭环操控。
电感电流内环电压外环操控方法的操控原理框图如图2所示，电压给定信号与输出电压反应信号比较得到电压差错，经过PI电压调理器产生电感电流给定信号，再与电感电流反应信号比较而得的电流差错信号经过PI电流调理器构成操控量，对逆变器施行操控。
在这个双环操控计划中，电流内环选用PI调理器，电流调理器的份额环节用来添加逆变器的阻尼系数，使整个体系作业安稳，而且确保有很强的鲁棒性;电流调理器的积分环节用来使电流环稳态差错小。电压外环也选用PI调理器，电压调理器的作用是使得输出电压波形瞬时盯梢给定值。这种电流内环电压外环双环操控的动态呼应速度非常快，而且静态差错较小。其FPGA内部的硬件完成原理如图3所示。
图3中PI操控器输出信号m(t)与输入信号e(t)的关系为：
则PI算法的S域的传递函数为：
其间， 
、 
别离为份额和积分环节系数，当采样周期很短时，映射到Z域有：
将
按泰勒级数打开，有：
若取泰勒级数打开式的前两项，则PI算法的Z域传递函数为：
明显，在离散体系中，积分表明累加求和，这样咱们就不难结构工程上的硬件PI算法了。图4是硬件PI算法结构的运算流程。
图5所示为电压外环电感电流内环双闭环操控逆变体系输出负载骤变时的电压电流SIMULINK仿真成果，从上到下依次为突加负载、突卸负载、负载不变的仿真成果。从仿真成果中能够看出，在负载改变后，体系能较快进入安稳状况，而且在负载改变的前后，输出的电压值根本不变。这说明电压外环电感电流内环双闭环操控逆变体系不只具有较好的动态功能，也具有较好的稳态功能。
2.SPWM波形产生
SPWM波产生原理如图6所示，正弦基准信号与三角载波进行比较，当正弦波大于三角波时，一路SPWM为正;当正弦波小于三角波时，一路SPWM为负。实践中的与三角波进行调制的并不是直接的正弦基准信号，而是正弦基准信号经过电压电流双闭环后产生的调制波U0与三角波进行比较调制的，这样才干确保对逆变输出电压的实时操控。AH、AL即为调制波与三角载波比较而来。
其三角载波可使用10位有符号可逆计数器来完成的，使用其循环加减来产生数字化三角载波，即从-512计数到511，再从511返回到-512。加减计数器每进行一次计数所需求的时刻即为数字化三角载波周期的一半。因而，计数时钟周期TO、数字化三角载波峰峰值P以及三角载波周期TC三者之间的关系为：TC=2TOP。
因为开关管固有开关时刻ts的影响，注册时刻ton往往小于关断时刻toff，因而容易产生同臂两开关管一起导通的短路毛病。为防止这种毛病的产生，一般要设置开关死区△t，以确保同桥臂上的一只开关管牢靠关断后，另一只开关管才干注册。本文中的死区设置原理如图7所示，首要将调制波 
加和减一个常数 
别离得到 
和 
，然后经过三角波与 
比较得到AH，三角波与 
比较得到AL，这样就会得到一个死区，而且死区时刻可经过常数 来调理， 越大，死区时刻越长，反之越短。
