太阳能光伏逆变器设计毕业论文概述Word文档格式.docx
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文氏桥振荡电路产生
50Hz
的正弦波基准信号。
然后经过精密整流、放大等
处理输入到SG3525
的补偿信号端，从而输出SPWM波。
最后进行死区延时，
输入到驱动电路中。
在驱动电路设计环节中，本文采用两片IR2110
半桥驱动芯片构成全桥驱
动电路。
输出侧逆变电路中开关管选用耐压值高的
MOSFET。
然后经过工频
变压器进行升压到市电，供家用电器使用。
对输入、输出进行采样，实时监
控是否欠压、过流，进行保护动作。
最后，给出额定功率为500W（输入电压12V
输出交流220V）的单相逆
变器样机的试验波形。
关键词：
光伏电源，逆变器，SPWM，SG3525，IR2110
III
DESIGNOFPVPOWERINVERTER
ABSTRACT
Inrecentyears,photovoltaic technology hasbroadapplication. Asour
country'
snewenergylawenacted,thephotovoltaicpowersysteminourcountry
willhaveabroaderspacefordevelopment.Inverterisanimportantcomponentin
PVsystem.Itsperformancehasgreatinfluenceontheapplicationofphotovoltaic
system.Currently,thedomesticpuresinewaveoutputinvertermainlyuses50Hz
transformerforraisingtheoutputvoltage,thispaperisstilldevelopedaninverter
byusingthe“Full-bridgecircuit +LCfilter+Isolatortransformer” design
proposal.ThewholesystemisdividedintoSPWMwaveformgeneratorcircuit,H
bridge drivercircuit andtheinverter circuit, lowvoltage andover-current
protectioncircuit.
InSPWMwaveformgeneration part,thispaperusesSG3525PWMchip
core.TheWienbridgeoscillation circuitgenerates50Hzsinereferencesignal.
Afterthissignalprecisionrectification,amplificationandotherprocessingofthe
compensation signalinputtotheSG3525-side, sothispartoutputtheSPWM
wave.Finally,theSPWMsignalsenterintothedrivingcircuitafterdead-time
delay.
Inthedesignofdrivecircuitpart,usingtwoIR2110half-bridgedriverchips
constituteafull-bridgedriver circuit.Theoutputsideofinverterswitchcircuit
selectshighvoltagevalueMOSFET.Thenthrough50Hztransformer,boostto
themainsforhouseholdappliances.Testingthesamplesoftheinputandoutput
voltage,real-timemonitoringisunder-voltage,overcurrent,protectionaction.
Finally,ratedpowerfor500W（Inputvoltage12V,Outputcommunication
220V）single-phaseacinverterprototypetestwaveformshavebeengiven.
KEYWORDS
：
PVpower,Inverter,SPWM,SG3525,IR2110
目
录
前
言 1
第1章
系统设计概述 3
§
1.1光伏电源逆变器的基本结构和设计要求
..............................................3
1.1.1系统的基本结构 3
1.1.2系统的基本设计要求 3
1.2系统电源设计 4
1.3逆变电路 4
1.3.1逆变电路的基本工作原理 4
1.3.2电压型逆变电路 5
1.4SPWM
调制技术 5
1.4.1理论基础 6
1.4.2单极SPWM调制方式 6
1.4.3双极性SPWM调制方式 8
第2章
SPWM调制电路 9
2.1SG3525
芯片介绍 9
2.1.1功能结构 9
2.1.2
SG3525
特性 9
2.2单极性SPWM调制电路 11
2.2.1SPWM
调制电路结构 11
2.2.2正弦波发生器 11
2.2.3精密整流电路 13
2.2.4误差放大及加法电路 14
2.2.5SPWM
调制 15
2.2.6时序控制电路 17
第3章
逆变电路 19
3.1IR2110
芯片介绍 19
3.1.1功能结构 19
3.1.2IR2110
特性 20
3.2驱动电路设计 21
3.3输出滤波器设计 23
3.4保护电路设计 24
第4章
系统调试 27
4.1信号板电路的调试 27
4.2信号板与H桥联调 29
4.3保护电路调试 30
结
论 32
参考文献 33
附
录 36
IV
言
逆变器（INVERTER）就是一种直流电转化为交流电的装置，一般是把
直流电逆变成
220V
交流电。
它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。
广泛
适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、
电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等，应用十
分广泛[1]。
我国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年
17000
亿吨标准煤。
太阳能
资源开发利用的潜力非常广阔。
太阳电池及组件产量逐年稳步增加。
在“光
明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉
动下，中国光伏发电产业迅猛发展。
目前我国光伏发电系统主要是直流系统，
即将太阳能电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我
国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统
均为直流系统。
此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同
（如12V、24V、48V
等），很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电
力，由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市
场。
另外，光伏发电最终将实现并网运行，这就必须采用逆变器，今后交流
光伏发电系统必将成为光伏发电的主流。
逆变系统是光伏系统的核心环节。
常用的逆变系统有电压型、电流型、
功率型等，我的设计是电压型逆变器。
本设计具有很高的理论价值和现实意
义，世界各国都在努力发展太阳能的应用，预计在本世纪20年代用太阳能电
池构成发电系统或在家电设备上的应用将成为主流。
这就体现了光伏逆变器
系统设计的理论意义和现实价值。
光伏阵列所发的电能为直流电能，然而许多负载需要交流电能。
直流供
电系统有很大的局限性，不便于变换电压，负载应用范围也有限。
除特殊用
电负荷外，均需要使用逆变器将直流电变换为交流电。
逆变器除能将直流电
能变换为交流电能外，还具有自动稳压的功能，可以改善风光互补发电系统
的供电质量，在并网型光伏发电系统也需要使用具有并网功能的交流逆变器。
逆变器种类很多，根据逆变器线路逆变原理的不同，有自激振荡型逆变器、
9
阶梯波叠加逆变器和脉宽调制（PWM）逆变器等。
根据逆变器主回路拓扑结
构不同，可分为半桥结构、全桥结构、推挽结构等。
在新世纪，太阳光发电系统逆变器，不仅要求其小型、重量轻、高品质、
高效率，还需满足对交流电网的电压、电流波形畸变和电压波动、瞬时停电
的种种补偿和抑制功能。
形成的综合系统，由于技术含量高，将产生显著的
附加值。
诚然，达到多功能的目标就会引起主回路的复杂化，不易实现价廉、
体积小、重量轻。
所以，应尽可能使用简单的主回路来实现上述目标。
逆变器是目前应用最广泛和最普及的一种形式
[2]。
因此，我国广大的电子工
程人员要尽早掌握这一先进技术，这不仅是提高设计效率的需要，更是我国
电子工业在世界市场上生存、竞争与发展的需要。
本文以500W光伏电源逆变器为研究设计对象。
使用半桥驱动芯
IR2110
简化了全桥驱动电路的设计，使用
芯片利用SPWM调制技术实现
220V/50Hz
正弦稳定输出。
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