基于dsPIC的PV逆变器的一种改进结构及其实现

因此，改进型单级交错转换器可以有效解决传统单级逆变器的许多不足之处；如无法消除电流纹波，即需要更大的输入和输出电容；磁芯较大；半导体器件的额定电流较高等。
2．2 可控硅全桥整流模块
SCR全桥用于将整流输出电压／电流转换成正弦电压／电流。全桥逆变电路克服了传统推挽电路的缺点，功率开关管Gate1和Gate2反相，相位互差180°，调节输出脉冲宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有能使Gate1和Gate2共同导通的功能，因而具有续流回路，即使对感性负载，输出电压波形也不会产生畸变。因此SCR以工频进行开关。数字PLL用来保证逆变器的输出与电网同步。MPPT控制输出电流幅值／有效值。输出电流的波形由电流控制环进行控制。反激MOSFET的正弦调制PWM信号控制将能量传送至逆变器的输出电容。如图4所示。

3 逆变器软件设计
此太阳能微型逆变器软件结构主要是由太阳能微型逆变器的状态机(包括功率转换程序)组成。微逆变器软件采用状态机来确定系统的工作模式。状态机在定时器中断服务程序(Interrupt Service Routine，ISR)内每隔100μs执行1次。状态机对片上外设进行配置以执行正确的功率转换算法。
部分程序代码如下：

系统初始化过程：当太阳能微型逆变器开启时，系统会进入初始化程序，将其所有外设、变量和常量初始化。系统的状态将初始化为系统启动状态。状态机首先监视所有系统变量和输入输出的状态。如果检测到任何故障，它会检查：电网电压条件，电网频率条件，逆变器输出交流电流条件，PV电池板电压条件和反激MOSFET电流条件。如果上面描述的任一条件没有在指定限值之内，则状态机会将系统状态切换到SYSTEM_ERROR模式。如果所有条件均在指定限值范围之内，状态机将首先计算输入PV电压和输出电网电压及其频率，然后设置systernStart Flag以启动系统使其正常工作。它会重新初始化所有必需的控制环变量，以确保在PWM初始切换期间的可靠工作。在将所有必需的控制环变量初始化之后，系统状态会切换到DAY_MODE工作模式。如果其中有任一条件未满足，则会切换到SYSTEM_ERROR工作模式。

4 测试结果
图5所示为单级并联耦合微逆变器实测电网电压和电流，图中峰值较大的为电网电压信号，峰值较小的是电网电流信号。图6所示是PV电池板的电压纹波和电流纹波。按照GB／T 19939-2005的要求，光伏并网逆变器总输出谐波电流应小于逆变器额定输出的5％。

如表1所示，由实测结果可知该微逆变器的主要指标达到：最大输出功率为185 W，标称输出电压为230 V，标称输出电流为0．8 A，输出电压范围为180～264 V，标称输出频率为50 Hz，输出频率范围为47～53 Hz，功率因数大于等于0．95，总谐波失真小于等于5％，效率为最大效率等于95％。最大功率点追踪为99．5％，最小效率大于0．8。实测证明，单级并联耦合微逆变器具有交流纹波小，输入电压范围大，成本低，结构简单等特点。

5 结语
本文设计改进并实现了一种新型太阳能并网单级并联耦合微逆变器。该逆变器输出的交流电压波形为正弦波，正弦波逆变器的优点是：输出波形好，失真度低，对通信设备无干扰，噪声也很低。此外，保护功能齐全，对电感性和电容型性负载适应性强。而MOSFET功率器件的采用使得逆变器具有开关速度快，驱动功率小，线性好，过载能力强等特点。