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太阳能发电控制逆变器设计

MCU

样机选用的C8051F330是一款完全集成的混合信号片上系统型MCU，内置高速流水线结构的CIP一51内核、768字节片内RAM和8KB可在系统编程的FLASH存储器、17个I／O端口、带模拟多路器的16通道单端或差分输人10位ADC、温度传感器、高精度可编程的25MHz内部振荡器、4个通用的16位定时器、可编程计数器／定时器阵列（PCA）及其他数字资源。因此，这款芯片可完全满足控制一逆变器的要求。

C8051F330除了具有丰富的数字资源外，还有两个非常有用的特点。一个是SiliconLabs二线（C2）开发接口，它允许使用安装在应用系统上的产品MCU进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。另一个是优先权交叉开关译码器，它按照预先设定的优先权，黔东南降级组件回收，灵活地给片内各数字资源分配端口引脚。此外，C8051系列的芯片与8051完全兼容，降级组件回收厂家，因此可以很方便地进行开发和应用。

什么是太阳能逆变器

太阳能交流发电系统是由太阳能电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成；太阳能直流发电系统则不包括逆变器。逆变器是一种电源转换装置，逆变器按激励方式可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电。通过全桥电路，一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等，得到与照明负载频率、额定电压等相匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。有了逆变器，降级光伏组件回收，就可使用直流蓄电池为电器提供交流电。

沟道和平面IGBT

为了要同时把谐波和功率损耗降到低，逆变器的高侧IGBT利用了脉宽调制(PWM)，同时低侧功率器件就用60Hz进行变化。通过把PWM频率定在20kHz或以上操作，高侧IGBT有50/60Hz调制，输出电感器L1和L2便可以保持实际可行的较少尺寸，提供有效的谐波滤波。再者，逆变器的可听声也可以降到低，因为开关频率已经高于人类的听觉范围。

我们研究过采用不同IGBT组合的各种开关技术后，认定能够实现低功率耗损和高逆变器性能的组合，是高侧晶体管利用超高速沟道IGBT，而低侧部分就采用标准速度的平面器件。与快速和标准速度平面器件比较，开关频率在20kHz的超高速沟道IGBT提供低的总通态和开关功率损耗组合。高侧晶体管的开关频率为20kHz的另外一个优点，是输出电感器有合理的小尺寸，回收降级组件，同时也容易进行滤波。在低侧方面，我们把标准速度平面IGBT的开关频率定在60Hz，使功率损耗可以保持在低的水平。