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1、四川科技职业技术学院毕业设计（论文）I光伏电源逆变器的设计摘 要随着传统的三大化石能源日渐枯竭，绿色能源的开发和利用将会得到空前的发展，太阳能作为世界上最清洁的绿色能源之一，起并网发电备受世界各国普遍关注。而光伏并网发电系统的核心部件，如何可靠的高质量地向电网输送功率尤为重要，因此在可再生能源并网发电系统中起点能变换作用的逆变器成为了研究的一个热点。为此本文仍然采用“全桥逆变+LC 滤波+工频升压”的逆变电源设计方案。整个系统设计分为 SPWM 波形产生电路、H 桥驱动及逆变电路、欠压过流保护电路。在 SPWM 波形产生环节，本文采用脉宽调制芯片 SG3525 的为核心。由文氏桥振荡电路产生
2、50Hz 的正弦波基准信号。然后经过精密整流、放大等处理输入到 SG3525 的补偿信号端，从而输出 SPWM 波。最后进行死区延时，输入到驱动电路中。在驱动电路设计环节中，本文采用两片 IR2110 半桥驱动芯片构成全桥驱动电路。输出侧逆变电路中开关管选用耐压值高的 MOSFET。然后经过工频变压器进行升压到市电，供家用电器使用。对输入、输出进行采样，实时监控是否欠压、过流，进行保护动作。最后，给出额定功率为 500W（输入电压 12V 输出交流 220V）的单相逆变器样机的试验波形。关键词：光伏电源，逆变器，SPWM，SG3525，IR2110四川科技职业技术学院毕业设计（论文）IIDES
3、IGN OF PV POWER INVERTERABSTRACTIn recent years, photovoltaic technology has broad application. As our countrys new energy law enacted, the photovoltaic power system in our country will have a broader space for development. Inverter is an important component in PV system. Its performance has great i
4、nfluence on the application of photovoltaic system. Currently, the domestic pure sine wave output inverter mainly uses 50Hz transformer for raising the output voltage, this paper is still developed an inverter by using the “Full-bridge circuit + LC filter + Isolator transformer” design proposal. The
5、 whole system is divided into SPWM waveform generator circuit, H bridge driver circuit and the inverter circuit, low voltage and over-current protection circuit.In SPWM waveform generation part, this paper uses SG3525 PWM chip core. The Wien bridge oscillation circuit generates 50Hz sine reference s
6、ignal. After this signal precision rectification, amplification and other processing of the compensation signal input to the SG3525-side, so this part output the SPWM wave. Finally, the SPWM signals enter into the driving circuit after dead-time delay.In the design of drive circuit part, using two I
7、R2110 half-bridge driver chips constitute a full-bridge driver circuit. The output side of inverter switch circuit selects high voltage value MOSFET. Then through 50Hz transformer, boost to the mains for household appliances. Testing the 四川科技职业技术学院毕业设计（论文）IIIsamples of the input and output voltage,
8、real-time monitoring is under-voltage, over current, protection action.Finally, rated power for 500W (Input voltage 12V, Output communication 220V) single-phase ac inverter prototype test waveforms have been given.KEY WORDS： PV power, Inverter, SPWM, SG3525, IR2110四川科技职业技术学院毕业设计（论文）IV目录前 言 .1第 1 章 系
9、统设计概述 .31.1 光伏电源逆变器的基本结构和设计要求 .31.1.1 系统的基本结构 .31.1.2 系统的基本设计要求 .31.2 系统电源设计 .41.3 逆变电路 .41.3.1 逆变电路的基本工作原理 .41.3.2 电压型逆变电路 .51.4 SPWM 调制技术 .61.4.1 理论基础 .61.4.2 单极 SPWM 调制方式 .71.4.3 双极性 SPWM 调制方式 .8第 2 章 SPWM 调制电路 .92.1 SG3525 芯片介绍 .92.1.1 功能结构 .92.1.2 SG3525 特性 .102.2 单极性 SPWM 调制电路 .112.2.1 SPWM 调制
10、电路结构 .112.2.2 正弦波发生器 .122.2.3 精密整流电路 .142.2.4 误差放大及加法电路 .152.2.5 SPWM 调制 .162.2.6 时序控制电路 .17第 3 章 逆变电路 .193.1 IR2110 芯片介绍 .233.1.1 功能结构 .23四川科技职业技术学院毕业设计（论文）V3.1.2 IR2110 特性 .243.2 驱动电路设计 .263.3 输出滤波器设计 .273.4 保护电路设计 .29第 4 章 系统调试 .324.1 信号板电路的调试 .324.2 信号板与 H 桥联调 .344.3 保护电路调试 .36结 论 .37参考文献 .38附 录
11、 .41四川科技职业技术学院毕业设计（论文）1前言逆变器（INVERTER）就是一种直流电转化为交流电的装置，一般是把直流电逆变成 220V 交流电。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等，应用十分广泛 1。我国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年 17000 亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，中国光伏发电产业迅猛发展。目前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳能电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同（如12V、24V、48V 等） ，很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电力，由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。另外，光伏发电最终将实现并网运行，这就必须采用逆变器，今后交流光伏发电系统必将成为光伏发电的主流。逆变系统是光伏系统的核心环节。常用的逆变系统有电压型、电流型、功率型等，我的设计是电压型逆变器。本
