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" 这篇文档是关于2009年全国大学生电子设计大赛的优秀作品选集，由德州仪器半导体技术（上海）有限公司大学计划部出版。这份选集中收录了来自不同赛区如四川、陕西、湖北和江苏的获奖项目，展示了参赛队伍在电子设计领域的创新成果。 其中一项获得全国一等奖的作品是"光伏并网发电模拟装置"，由西安电子科技大学的刘东林、何昊和郭世忠共同完成。该装置的核心设计是利用锁相环倍频技术和比较器过零触发来生成与输入信号同步且幅值可调的正弦波，作为直流交流(DC-AC)转换电路的参考信号。DC-AC转换电路采用了D类功放的自激反馈模型，通过负反馈产生脉宽调制(SPWM)波形，以实现对输出波形的精确控制。单片机负责实时采集输入电压和电流数据，通过算法追踪最大功率点(MPPT)，确保系统的高效运行。 在实际测试中，该装置在30欧姆的额定负载下，效率达到了89%，并且具有极低的失真度。其频率和相位跟踪速度极快，能够在1秒内完成，跟踪误差小于0.9度。此外，装置还具备欠压和过流保护功能，并具有自动恢复机制，增强了系统稳定性。 在设计方案的论证与比较部分，作者提到了两种常见的DC-AC逆变策略。第一种方案是利用DSP或FPGA生成SPWM信号驱动半桥或全桥式DC-AC变换器，然后通过输出LC滤波得到逆变信号。但这种方案的问题在于SPWM控制为开环，当电源和负载变化时，难以保证波形失真度满足比赛要求。相比之下，他们选择的第二种方案，即基于D类功放的自振荡模型，利用负反馈实现闭环控制，可以更好地应对动态条件下的性能需求，从而提高了系统的整体性能和适应性。 这个作品展示的不仅是电子设计的创新，也是团队在电力电子、控制理论和嵌入式系统应用上的深入理解和实践，对于学习电子工程的学生来说具有很高的参考价值。通过这样的竞赛，学生能够提升自己的实践技能，同时也推动了电子科技的发展。