并機部分硬件結(jié)構(gòu) - 基于DSP的逆變電源控制系統(tǒng)設(shè)計

? （1）并機部分硬件結(jié)構(gòu)

??? 單機控制部分由DSP控制UC3524輸出產(chǎn)生PWM波形，從而控制單個逆變模塊輸出220Y，50HZ的交流電。檢測部分由DSP和各檢測電路組成，DSP實時檢測逆變器的輸出電壓、輸出電流、直流輸入電壓以及模塊溫度等各項參數(shù)，根據(jù)模塊當前的工作狀態(tài)控制模塊功率輸出。并機部分由DSP及并機接口電路組成，并機接口電路采用抗干擾能力強的CAN總線進行各逆變模塊之間的數(shù)據(jù)通信，DSP通過CAN總線發(fā)送本模塊的電壓、電流和功率等信息給其他逆變器模塊或者接收其它模塊傳送過來的電壓、電流和功率等信息，并將這些信息按均流控制算法，使各逆變模塊之間均衡負載。

??? （2）并機線的設(shè)計

?

圖3 并機控制部分的硬件結(jié)構(gòu)圖

??? 由上圖3可知，在本系統(tǒng)中，逆變模塊間的并機線主要包括CAN總線和同步母線兩部分：

??? 1）并機通信線

??? 在本系統(tǒng)中，每個模塊采集各自逆變橋輸出端的電壓和電流，經(jīng)過一定的計算后，通過CAN總線主動向其他的模塊傳送自己的電壓，電流和功率，由于CAN總線的傳輸速度高達1Mbps，幾乎是在每個模塊在其他模塊信息的同時，也獲取了其他模塊的信息。

??? 假設(shè)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)共16個模塊并聯(lián)，CAN總線的通信波特率為1Mbps，采用廣播的通信方式。由于CAN總線傳送一個數(shù)據(jù)幀共有10個字節(jié)，因此單個逆變器模塊將本模塊的數(shù)據(jù)傳送到其它逆變器模塊的時間為：信方式。由于CAN總線傳送一個數(shù)據(jù)幀共有10個字節(jié)，因此單個逆變器模塊將本模塊的數(shù)據(jù)傳送到其它逆變器模塊的時間為：t1＝10*8b／1Mbps＝80us。

??? 在系統(tǒng)8個逆變器模塊并聯(lián)的情況下，所有模塊相互之間數(shù)據(jù)傳送完成共需要時間為：t＝8*80us＝0.64ms。

逆變器輸出一個50HZ的正弦波周期為20ms，模塊之間相互傳送信息一次需要的時間僅為0.64ms。這使得各個逆變電源模塊根據(jù)可以達到實時調(diào)節(jié)。根據(jù)無功電流（無功功率）的差異調(diào)整輸出電壓、電流的給定值和改變SPWM的調(diào)制波，調(diào)節(jié)模塊間因輸出電壓差異造成的無功電流差異，從而解決了無功功率的均衡問題。

??? 2）同步母線

??? 本系統(tǒng)中運用少許模擬器件設(shè)計了一種高效的同步母線，下圖是兩臺逆變器為例說明同步母線的連接圖。

?

圖4 同步母線連接圖

??? 兩個逆變模塊間只需一根模擬線相接，圖中每個模塊中的DSP控制器都有兩個通用I/O、分別用于對同步母線進行檢測和控制。每個模塊在對同步的電平信號進行檢測，與此同時通過端口OUT詳同步母線上發(fā)送本模塊的同步脈沖，實質(zhì)上是，通過同步母線，各模塊之間的同步信號相互影響、相互跟蹤，從而達到同步。

3 結(jié) 論

??? 本文設(shè)計了一套基于DSP控制的逆變電源并聯(lián)控制系統(tǒng)，并進行了各種性能實驗研究，實驗表明了本設(shè)計的可行性和有效性，可以實現(xiàn)多臺逆變模塊非聯(lián)電源系統(tǒng)可靠的運行以及功率均分。

??? 文章的創(chuàng)新之處是實現(xiàn)多個逆變器模塊的并聯(lián)供電電源系統(tǒng)，以滿足不同的負載功率及供電可靠性要求。
?