2009年全国大学生电子设计大赛一等奖作品：光伏并网发电模拟装置

"09年全国大学生电子设计大赛优秀作品选集中包含了多个赛区的优秀参赛作品，如四川、陕西、湖北和江苏赛区。该选集由德州仪器半导体技术（上海）有限公司大学计划部出版，时间是2009年12月8日。其中一个获奖作品是‘光伏并网发电模拟装置’，获得了全国一等奖，由西安电子科技大学的刘东林、何昊和郭世忠团队完成。 该作品的设计核心是通过锁相环倍频和比较器过零触发技术，结合单片机产生的DA转换来生成与输入信号同频同相且幅值可控的正弦波。这个正弦波作为DC-AC电路的输入参考信号，而DC-AC电路则采用了D类功放中的自激反馈模型，利用负反馈的自激振荡产生SPWM波形，实现了对输出波形的精确控制。单片机实时监测输入电压和电流，以实现最大功率点跟踪（MPPT），确保了系统的高效运行。 在30欧姆的额定负载下，该装置的实际效率达到了89%，并且具有极低的失真度。其频率相位跟踪速度快，能在1秒内完成，并且跟踪误差小于0.9度。此外，该装置还配备了欠压、过流保护功能，并具有自动恢复能力，确保了系统的安全稳定运行。 在方案论证部分，设计团队对比了两种不同的DC-AC逆变方案。方案一是使用DSP或FPGA生成SPWM信号驱动半桥或全桥式DC-AC变换器，然后通过LC滤波获取逆变信号。但这种方案的缺点是SPWM控制为开环，当电源或负载发生变化时，难以保持波形失真度在要求范围内。 方案二则是采用D类功放中的自振荡式逆变拓扑，利用负反馈实现自我调节。这种方法的优点在于，即使在电源和负载变化的情况下，也能保持良好的波形质量和高效率，更符合题目要求。因此，团队选择了方案二进行实施，从而构建了高效的光伏并网发电模拟装置。"