光伏并网逆变器：核心芯片选择与电容、电感设计详解

本文档详细介绍了在设计一款3千瓦单相光伏并网逆变器时的关键技术要点，包括核心芯片选择、电容和电感的设计。首先，直流母线支撑电容C的设计是为了存储和平衡光伏阵列产生的直流功率与电网所需的交流波动功率。通过公式计算得出，当波动电压值"uC"与功率波动值"P"、输出平均功率"Pav"和电网电压"Ulink"相关时，至少需要1 200 μF的电容容量。设计中采用三组电解电容并联，每组包含两个1 000 μF/300 V的电容。 接着，文章着重讨论了电网侧滤波电感L2的选择，其作用是减少电流纹波。根据电流纹波要求和开关管参数，通过公式确定了滤波电感的取值范围，最终选取了1.5 mH的电感值，以满足纹波电流限制和电压稳定性。 升压电感L1的设计则涉及到逆变器在电源电压下降时的电压调节，通过控制线路和最大占空比Dmax的限制来确保输出电压稳定。计算得出L1的下限值为1.5 mH，考虑到实际因素，实际选择的电感值同样为1.5 mH。 控制电路设计中，核心芯片的选择尤为重要。本文使用了DSP56F803作为强大的运算处理中心，结合CPLD的逻辑运算能力，构建了灵活的外围电路。CPLD负责保护功能，如短路、过压保护，并通过数据总线扩展与DSP的通信。同时，系统采用最大功率点跟踪（MPPT）技术来优化光伏电池的工作状态，并采用了单周数字控制算法进行输出波形控制。 整个设计目标是实现稳定的逆变器性能，包括高频率、小体积以及低谐波含量，适用于中小功率并网逆变器的设计参考。通过以上设计，系统可以确保与电网的同步并网，提供可靠的电力输出。