CN108123483A - 一种基于fpga的太阳能并网逆变器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于FPGA的太阳能并网逆变器，包括FPGA、相位跟踪模块、输入欠压输出过流保护模块、三角波、电压电流控制环、SPWM产生模块、全桥逆变、PWM、AD转换控制、AD转换芯片和DC‑DC，所述FPGA安装在数据采集芯片上；所述AD转换芯片对市电处理后传输给相位跟踪模块；所述AD转换芯片对滤波电感电流处理后传输给电压电流控制环；所述AD转换芯片将逆变输出电压处理后传输给相位跟踪模块；所述AD转换芯片将DC‑DC输出电压处理后传输给PWM，然后输出DC‑DC；所述相位跟踪模块将信息处理后传输给电压电流控制环；所述电压电流控制环将信息反馈给SPWM产生模块；所述SPWM产生模块产生三角波以及实现全桥逆变。该发明的有益效果是转化效果好和设备保护性能高。
Description
技术领域
本发明属于太阳能并网逆变器技术领域，具体涉及一种基于FPGA的太阳能并网逆变器。
背景技术
要实现把太阳能电池上的低直流电能能够并网供电，就需要一种逆变装置，这种逆变装置要求能够把低的直流电变换成与电网电压幅度、频率、相位均相同的正弦交流电，才能保证可靠的并网供电。而实现逆变的主要部分就是逆变控制器。
目前的太阳能并网逆变器的转化效果差和对设备的危害大。
因此，设计一种基于FPGA的太阳能并网逆变器显得非常必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于FPGA的太阳能并网逆变器，以解决上述背景技术中提出目前的太阳能并网逆变器的转化效果差和对设备的危害大的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于FPGA的太阳能并网逆变器，包括FPGA、相位跟踪模块、输入欠压输出过流保护模块、三角波、电压电流控制环、SPWM产生模块、全桥逆变、PWM、AD转换控制、AD转换芯片和DC-DC，所述FPGA安装在数据采集芯片上；所述AD转换芯片对市电处理后传输给相位跟踪模块；所述AD转换芯片对滤波电感电流处理后传输给电压电流控制环；所述AD转换芯片将逆变输出电压处理后传输给相位跟踪模块；所述AD转换芯片将DC-DC输出电压处理后传输给PWM，然后输出DC-DC；所述相位跟踪模块将信息处理后传输给电压电流控制环；所述电压电流控制环将信息反馈给SPWM产生模块；所述SPWM产生模块产生三角波以及实现全桥逆变。
进一步，所述AD转换芯片与输入欠压输出过流保护模块电性连接，并对光伏电池输出电压进行过电压保护。
进一步，所述输入欠压输出过流保护模块对PWM的电流与电压进行保护。
进一步，所述输入欠压输出过流保护模块与相位跟踪模块以及SPWM产生模块电性连接，实现欠压过流保护。
进一步，所述输入欠压输出过流保护模块内包括欠压保护电路和过流保护电路。
本发明的技术效果和优点：该基于FPGA的太阳能并网逆变器，首先数据采集芯片在FPGA的控制下采集的市电电压与逆变器输出电压进行锁相，保证了逆变器输出电压与市电电压保持相位一致，用锁相环输出的正弦信号作为电压电流控制环的基准信号。电压电流控制环在基准信号、滤波电感电流、逆变输出电压的反馈信号的控制下通过PI调节控制策略产生用于SPWM产生模块的调制三角波，三角波通过SPWM产生模块产生后，三角波作为全桥逆变开关管的开关控制信号；芯片中还有用于DC-DC的PWM控制信号，通过采集DC-DC输出电压值来实时调节PWM脉冲宽度，保证DC-DC输出的高直流电压的稳定，提高转化效果；输入欠压输出过流保护模块保证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，保证设备的安全，使得安全防护性能好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：FPGA；相位跟踪模块；输入欠压输出过流保护模块；三角波；电压电流控制环；SPWM产生模块；全桥逆变；PWM；AD转换控制；AD转换芯片；DC-DC。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1所示的一种基于FPGA的太阳能并网逆变器，包括FPGA、相位跟踪模块、输入欠压输出过流保护模块、三角波、电压电流控制环、SPWM产生模块、全桥逆变、PWM、AD转换控制、AD转换芯片和DC-DC，所述FPGA安装在数据采集芯片上；所述AD转换芯片对市电处理后传输给相位跟踪模块；所述AD转换芯片对滤波电感电流处理后传输给电压电流控制环；所述AD转换芯片将逆变输出电压处理后传输给相位跟踪模块；所述AD转换芯片将DC-DC输出电压处理后传输给PWM，然后输出DC-DC；所述相位跟踪模块将信息处理后传输给电压电流控制环；所述电压电流控制环将信息反馈给SPWM产生模块；所述SPWM产生模块产生三角波以及实现全桥逆变。
进一步，所述AD转换芯片与输入欠压输出过流保护模块电性连接，并对光伏电池输出电压进行过电压保护。
进一步，所述输入欠压输出过流保护模块对PWM的电流与电压进行保护。
进一步，所述输入欠压输出过流保护模块与相位跟踪模块以及SPWM产生模块电性连接，实现欠压过流保护。
进一步，所述输入欠压输出过流保护模块内包括欠压保护电路和过流保护电路。
工作原理：该基于FPGA的太阳能并网逆变器，首先数据采集芯片在FPGA的控制下采集的市电电压与逆变器输出电压进行锁相，保证了逆变器输出电压与市电电压保持相位一致，用锁相环输出的正弦信号作为电压电流控制环的基准信号。电压电流控制环在基准信号、滤波电感电流、逆变输出电压的反馈信号的控制下通过PI调节控制策略产生用于SPWM产生模块的调制三角波，三角波通过SPWM产生模块产生后，三角波作为全桥逆变开关管的开关控制信号；芯片中还有用于DC-DC的PWM控制信号，通过采集DC-DC输出电压值来实时调节PWM脉冲宽度，保证DC-DC输出的高直流电压的稳定，提高转化效果；输入欠压输出过流保护模块保证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，保证设备的安全，使得安全防护性能好。
利用本发明所述技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于FPGA的太阳能并网逆变器，包括FPGA、相位跟踪模块、输入欠压输出过流保护模块、三角波、电压电流控制环、SPWM产生模块、全桥逆变、PWM、AD转换控制、AD转换芯片和DC-DC，其特征在于：所述FPGA安装在数据采集芯片上；所述AD转换芯片对市电处理后传输给相位跟踪模块；所述AD转换芯片对滤波电感电流处理后传输给电压电流控制环；所述AD转换芯片将逆变输出电压处理后传输给相位跟踪模块；所述AD转换芯片将DC-DC输出电压处理后传输给PWM，然后输出DC-DC；所述相位跟踪模块将信息处理后传输给电压电流控制环；所述电压电流控制环将信息反馈给SPWM产生模块；所述SPWM产生模块产生三角波以及实现全桥逆变。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的太阳能并网逆变器，其特征在于：所述AD转换芯片与输入欠压输出过流保护模块电性连接，并对光伏电池输出电压进行过电压保护。
3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的太阳能并网逆变器，其特征在于：所述输入欠压输出过流保护模块对PWM的电流与电压进行保护。
4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的太阳能并网逆变器，其特征在于：所述输入欠压输出过流保护模块与相位跟踪模块以及SPWM产生模块电性连接，实现欠压过流保护。
5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的太阳能并网逆变器，其特征在于：所述输入欠压输出过流保护模块内包括欠压保护电路和过流保护电路。
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| CN (1) | CN108123483A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112670958A (zh) * | 2019-10-16 | 2021-04-16 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种逆变器输出电流的过流保护方法及其装置 |
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2016
- 2016-11-30 CN CN201611082569.2A patent/CN108123483A/zh active Pending
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