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　　在并網(wǎng)逆變器控制中，相對(duì)于MPPT、孤島保護(hù)，并網(wǎng)控制的實(shí)時(shí)性要求高，因此需要用高性能的數(shù)字控制器，這無(wú)疑會(huì)增加系統(tǒng)成本，特別對(duì)于小功率或微功率的并網(wǎng)逆變器。而新的系統(tǒng)方案有以下優(yōu)勢(shì)：①由于并網(wǎng)控制采用APFC芯片，則可采用低價(jià)的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性要求低且簡(jiǎn)單的MPPT、孤島保護(hù)控制，從而有效降低成本；②由于APFC技術(shù)較成熟，因此并網(wǎng)電路的調(diào)試也簡(jiǎn)單，不需要編寫復(fù)雜的并網(wǎng)控制程序，縮短開發(fā)時(shí)間和開發(fā)成本；③由于采用正弦雙半波調(diào)制，再經(jīng)過(guò)一個(gè)低頻橋逆變的結(jié)構(gòu)，此時(shí)正弦雙半波調(diào)制輸出的電流采樣可以通過(guò)采樣電阻很方便地得到。
　　
　　2．2控制原理
　　
　　新方案中，低頻逆變環(huán)節(jié)控制簡(jiǎn)單，只要將DC／DC環(huán)節(jié)調(diào)制輸出的正弦雙半波直流電極性翻轉(zhuǎn)即可。目前APFC芯片的電流控制方式主要有平均電流控制、峰值電流控制和滯環(huán)電流控制。在此以平均電流控制的APFC芯片UC3854為例說(shuō)明正弦雙半波直流電調(diào)制或者并網(wǎng)控制原理，并網(wǎng)逆變器控制框圖如圖2所示。　　
　　采樣的電網(wǎng)電壓送入U(xiǎn)C3854的乘法器，乘法器輸出正弦雙半波電流作為iL的基準(zhǔn)，使iL跟蹤基準(zhǔn)的變化，即實(shí)現(xiàn)iL跟蹤電網(wǎng)電壓。兩者比較后經(jīng)過(guò)PI控制器，控制器的輸出與芯片內(nèi)部產(chǎn)生的鋸齒波比較生成PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)Buck電路的開關(guān)管，從而實(shí)現(xiàn)正弦雙半波直流電調(diào)制輸出。iL波形為正弦雙半波，經(jīng)工頻全橋逆變電路使并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同頻同相，從而實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。由于Buck電路輸出的電壓被并網(wǎng)電網(wǎng)筘位，所以逆變器只需控制并網(wǎng)電流。
　　
　　3、實(shí)驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)
　　
　　基于所提方案，設(shè)計(jì)一個(gè)并網(wǎng)逆變器實(shí)驗(yàn)原理機(jī)。并網(wǎng)逆變器參數(shù)：輸入直流電壓范圍為40～60V，并網(wǎng)電壓及頻率為176～265V／50Hz，并網(wǎng)額定功率為300W。
　　
　　3．1DC／DC升壓電路
　　
　　Buck型并網(wǎng)逆變器要求逆變電路輸入的母線電壓要大于電網(wǎng)的峰值電壓，考慮到電網(wǎng)電壓波動(dòng)，一般要求直流母線電壓大于380V，所以需要先將光伏電池電壓進(jìn)行升壓。普通Boost電路的升壓比一般小于5，而單塊電池板的輸出電壓范圍一般為40～60V，因此要將此電壓范圍升壓到380V，升壓比遠(yuǎn)大于5，普通的Boost電路無(wú)法滿足要求。為滿足大升壓比的要求，該并網(wǎng)逆變器的前級(jí)Boost電路采用帶中間抽頭電感的Boost電路，如圖3所示。　　
　　耦合電感設(shè)計(jì)：考慮VQ1耐壓以及電流要求，取耦合電感L1，L2的匝比n=1：2，電流紋波系數(shù)為0．4，占空比為0．67～0．74，根據(jù)L1=UinDBoost／（fs1△i1）設(shè)計(jì)得L1=137μH，L2=548μH。Uin為光伏電池板輸出電壓，開關(guān)頻率fs1=65kHz。VQ1為IRFP250，二極管VD1為MUR860。
　　
　　3．2Buck正弦雙半波調(diào)制及工頻逆變電路
　　
　　如圖4所示，該部分電路由Buck正弦雙半波調(diào)制電路和工頻全橋逆變電路組成。通過(guò)UC3854控制iL為正弦雙半波。當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)電壓為正半波時(shí)，VT1，VT4開通，VT2，VT3關(guān)斷；當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)電壓為負(fù)半波時(shí)，VT2，VT3開通，VT1，VT4關(guān)斷，從而將Buck電路輸出的正弦雙半波電流轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)電壓同頻同相的正弦電流，完成并網(wǎng)功能。　　
　　Buck電感設(shè)計(jì)：L的大小影響并網(wǎng)電流的質(zhì)量，設(shè)計(jì)合理的L可以減小并網(wǎng)電流的THD，達(dá)到并網(wǎng)要求。在電網(wǎng)電壓峰值處，有：　　
　　式中：Udc為Buck的輸入電壓；Dmax為電網(wǎng)電壓峰值處的占空比；△i2為電網(wǎng)電壓峰值處的電感紋波電流；fs2為Buck電路的工作頻率，fs2=65kHz。
　　
　　計(jì)算得出L=1．62mH。MOSFETVT1～VT5為IRF840，二極管VD2為MUR860。
　　
　　4、實(shí)驗(yàn)
　　
　　制作一臺(tái)樣機(jī)，圖5示出逆變器直流輸入電壓為50V，電網(wǎng)電壓及頻率為220V／50Hz，輸出功率分別為109W和329W時(shí)電網(wǎng)電壓和并網(wǎng)電流波形。表1為實(shí)驗(yàn)原理機(jī)在220V電網(wǎng)電壓時(shí)的并網(wǎng)電流THD、功率因數(shù)λ以及整機(jī)效率。　　
　　由表1可見，實(shí)驗(yàn)樣機(jī)在工作過(guò)程中，λ值接近于1，同時(shí)隨著并網(wǎng)功率的增加，并網(wǎng)電流THD減小。在滿載工作時(shí)，輸出電流THD=3.52％，保證了并網(wǎng)電流的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制方案的正確性和電路設(shè)計(jì)的合理性。
　　
　　5、結(jié)論
　　
　　提出了一種基于APFC芯片控制的新型并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)方案。新方案中，并網(wǎng)逆變器實(shí)時(shí)控制要求高的并網(wǎng)控制部分采用APFC控制，而實(shí)時(shí)性要求不高的MPPT和孤島保護(hù)則采用低性能、便宜的單片機(jī)控制。新方案具有控制成本低，設(shè)計(jì)調(diào)試簡(jiǎn)單，電流采樣方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于小功率或者微功率并網(wǎng)逆變器應(yīng)用場(chǎng)合。實(shí)驗(yàn)證明提出的新方案正確有效，系統(tǒng)性能優(yōu)良。