这个A题是电源题,个中涉及的每个电源干系的知识点都非常根本,基本只要懂根本理论就能办理。
但是,想要让每个根本的模块,组合并形成一个单相逆变器并联运行系统,就不是有根本就能办理的。
公司的工程师看了这个国一的作品,都夸奖说:他们做得非常奥妙!

本文就针对他们的作品,解析一下硬件事理+设计思路!
参考资料来源于国一团队。
团队先容
奖 项:全国一等奖
学 校:湖南科技学院
团 队:106B电赛复兴团队
作 者:龙俊和、李琦、胡俊杰
全文导航(6个部分)
题目哀求、设计思路、题目剖析、设计图、硬件电路设计解释、程序流程图、把稳事变。
题目哀求
先大略理解一下它的题目哀求,哀求制作——单相逆变器并联运行系统。
理解题目后,就须要思考。
——项目用手头现有的STM32设计是否可行?
——用若何的办法,可以完善的达成题目哀求?
设计思路
单相逆变器并走运行系统基于STM32F407芯片的设计。
采取双极性调制方法能够输出幅值24V,频率50HZ,电流有效值2A的互换电。
并且在此根本上还达到了谐波畸变率小于0.4%,效率94.32%以上的输出,当电流在0-2A变革时,负载调度率S<0.025%。
通过锁相环将逆变器并联时,向负载的输出达到题目哀求的Uo=24V,fo=50HZ,Io=4A。
两个逆变器共同并网时,利用下垂掌握法,达到题目的哀求——通过数字设定电流Io在2A-4A变革偏差值小于2%而且完成按比例分配电流的哀求。
题目剖析
好,现在,我们再深入的剖析一下题目,并提出更详细的办理方案!
利用双极性调制办法,就可以利用pwm掌握MOS管改变开关频率,来掌握逆变器的输出电压和电流。
通过电压采集模块和PID算法将逆变器输出稳定在24V,利用锁相环将逆变器的电压相位锁在一起。
通过DQ解耦掌握将互换量转化为直流量。
通过对输入电压的DQ轴分量PID闭环掌握来锁相。
通过对输入电流的DQ轴分量进行电流内环的PID掌握,来掌握有功分量和无功分量以实现对系统PF值的调度。
通过调度PF的值即是-1,从而实现能量的回流,再将逆变器2的相位与逆变器1的保持同等,然后把两个逆变器并联通过调度负载使其输出4A电流。
方案有了,就须要付诸于电路中,他们是这样设计的……
设计图主控板
采集主芯片
采集模块
逆变电路
赞助电源模块
赞助电源2
电路设计中,还有这5部分,须要着重解释一下!
一、单相逆变器主回路设计
主回路利用全桥构造逆变器,图2为单相逆变器的电路图。
图2 逆变器事理图
二、MOS管驱动掌握电路
功率MOSFET具有较大的输入电容。
为了降落开关损耗应只管即便减小开关韶光,因此须要大瞬时电流的驱动电路进行良好的驱动。
IR2110是一款最高支持500KHZ开关频率,600V自举能力的高速MOSFET驱动芯片。
图3 IR2110运用电路
三、电压采集电路
为了数据的精准采集,利用ADS8688合营单片机来采集电压。
ADS8688是一款最大500Ksps数据输出量,16位的高性能数模转换模块。
图4 ADS8688电路图
四、电压互感器与电流互感器
本电路电压互感器采取的是DL-PT202H1。
通过额定电流比为2mA/2mA,可算出一侧电阻R0>(24V1414)/2mA,可选择2.7KΩ。
单片机的ADC量程为5.12V,则另一侧的电阻R1>5V/2mA取2.5KΩ。
为了简化互感器的利用,电容可以不用。
电流互感器事理与电压互感器类似。
使得输入电流与采集等比例关系故R=2KΩ。
五、赞助电源的设计
本系统设计了+5V与+12V电源,给单片机和其他芯片供电。
首先,把直流稳压电源通过SY8502芯片降压,然后给逆变器和单片机供电。
图7 SY8502赞助电源电路图
末了放上一个程序流程图。
程序流程图系统代码的源文件是开源了的,完备是无偿分享。
但由于格式缘故原由,不太方便上传,就把开源连接放这吧,感兴趣的可以看看,希望能帮到你:https://oshwhub.com/106bdian-saiwei-dafu-xing/dian-yuan-lei-xiang-mu#P4
把稳事变逆变器2与逆变器1并联之前可以在逆变器的输出正加上继电器,等到锁相完成再进行并联。为了适应不同的线性电源给系统供电,建议将单个逆变器输入电压提高到40伏以上。在电网和系统之前可以设置继电器,当锁相完成再进行并网。逆变器1和逆变器2不得有任何形式的通信。要加上按键步进调节稳电流的值。
— 完 —
嘉立创EDA·头条号
关注我,看一手优质开源项目