Atmega128单片机太阳能光伏并网系统中逆变电路设计

菜单

摘要：随着人类对新能源发电技术的研究，光伏发电技术发展前景巨大，成为研究的热点。论文分析了SPWM调制，单相全桥逆变电路工作原理，并设计了1kW单相光伏并网逆变器。硬件设计包括主电路设计，控制芯片选用Atmega128单片机的控制电路设计，设计还包括了基于EXB841的驱动和保护电路设计，辅助电源设计，最终确定了适合本文研制系统所用的方法，并建立Matlab模型进行仿真。56494

毕业论文关键词：太阳能光伏并网,逆变器,SPWM,MATLAB

Abstract:With the development of humanity’s demand for the power generation technology of the new energy,Photovoltaic technology has a great prospects for development,and has been a research hotspot in recent years．This paper analyzes the SPWM modulation，Single-phase full-bridge inverter circuit works，and designed 1kW single-phase photovoltaic grid inverters,The hardware design including the main circuit design,Atmega128 MCU control chip selection control circuit design,and based on EXB841 drive and protection circuit design,auxiliary power supply design,finally,we established the development of suitable methods used by the system in this paper,and the establish simulation model of Matlab.

Keyword: Solar photovoltaic,Inverter,SPWM,MATLAB

1 绪论 1

1.1 光伏发电背景及意义 1

1.2 光伏并网发电系统对逆变器的要求 3

2 逆变器分类和结构 4

2.1 分类 4

2.2 结构 4

3 逆变器工作原理 5

3.1 SPWM调制 5

3.2 单相全桥逆变电路工作原理 6

4 逆变电路硬件设计 8

4.1 主电路设计 8

4.2 控制电路 10

4.3 驱动和保护电路设计 11

5 逆变电路仿真 13

结论 16

参考文献 17

1 绪论

1.1 光伏发电背景及意义

从人类诞生以来，便不断地探求适合自身生存与发展的各种能源，这一寻求过程伴随着人类发展历史，纵观人类文明历程，人类的发展史就是一部能源利用的历史，因此可以用能源的利用水平将人类文明的发展阶段标示出来。自工业革命以来，地球上积累下来的各种化石能源已经得到了大规模的开采和利用，促使人类发展史翻开新的一页，谱写了华丽的篇章。然而，地球上的常规能源是非常有限的，人类的大规模开采利用，使得常规能源存储量迅速枯竭。虽然大规模的能源开发促进了人类的发展进程，为我们的生产生活提供了方便与重要保障，但同时也伴随着产生了各种问题：传统的化石能源面临枯竭，化石能源开采与利用后引起严重的环境污染问题，核能利用存在的安全和污染问题等[1-2]。

按目前的消耗速度算，天然气约可开采60 年，煤矿约 200 年，石油约 40 年左右。全球能源消耗每年增长约2%，在近35年时间中，世界能源的消耗量急剧增加，已经翻了一番。专家指出:2025 年全球能源消耗总量还将在此基础上再增加一倍。目前，因常规能源的大量开采与使用已给人类赖以生存的生态环境造成严重的破坏。从而，可再生的清洁能源的开发与使用已经成了全球热点。专家指出，本世纪中期之后，在全球的能源构成中逐渐占据主要地位的将是可再生能源，从而才能改善目前人类日益增长的能源需求量与环境保护之间的矛盾。