基于SPWM混合調(diào)制的光伏并網(wǎng)逆變實(shí)踐教學(xué)裝置研制

周 峰， 蔣 偉

（揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院a.智能制造學(xué)院；b.揚(yáng)州市零碳智能制造工程技術(shù)研究中心，江蘇 揚(yáng)州 225127）

0 引 言

光伏并網(wǎng)逆變實(shí)踐教學(xué)裝置是利用模擬、數(shù)字控制和上位機(jī)通信技術(shù)搭建的通用實(shí)驗(yàn)平臺，通過改變電路結(jié)構(gòu)、參數(shù)和負(fù)載類型，完成課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)。光伏發(fā)電技術(shù)教學(xué)涉及理論分析、電路計(jì)算等，內(nèi)容難度較高，學(xué)生難以掌握，教師利用實(shí)踐教學(xué)裝置引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)踐調(diào)試，充分發(fā)揮高職教育特色，理論與實(shí)踐結(jié)合，達(dá)教學(xué)目標(biāo)［1-4］。本文設(shè)計(jì)一種以SG3525 和DSP TMS320F28335 為核心的功能強(qiáng)、成本低、保護(hù)系統(tǒng)完善的光伏并網(wǎng)逆變實(shí)踐教學(xué)裝置。教學(xué)裝置旨在教授光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成、工作原理以及每個部件的功能，同時提供實(shí)際操作練習(xí)，以培養(yǎng)光伏并網(wǎng)運(yùn)維人員的實(shí)踐技能。

1 教學(xué)裝置硬件

教學(xué)裝置主要由DC/DC、DC/AC 和上位機(jī)等單元組成，如圖1 所示。選用芯片SG3525 作為升壓控制器，該芯片具備可調(diào)整的死區(qū)時間控制、可編程式軟啟動以及脈沖控制鎖保護(hù)等多項(xiàng)功能［5-6］。選用TMS320F28335 逆變控制器實(shí)現(xiàn)正弦波脈沖寬度調(diào)制（Sine Pulse Width Modulation，SPWM），同時支持與上位機(jī)的遠(yuǎn)程通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下載等操作。

1.1 DC-DC升壓電路

為達(dá)到并網(wǎng)電壓的要求，將光伏電池的輸出直流電壓12 V升壓到320 V，裝置的升壓部分采用SG3525生成2 個互補(bǔ)的方波脈沖，用于驅(qū)動2 個IRF3205 功率管，實(shí)現(xiàn)功率管的互補(bǔ)導(dǎo)通。經(jīng)過變壓器升壓、二極管整流，最終獲得穩(wěn)定的320 V，主電路結(jié)構(gòu)圖2所示。

圖2 DC/DC升壓單元電路

升壓驅(qū)動利用SG3525 集成脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM）控制芯片實(shí)現(xiàn)，輸出頻率由5 腳外接電容C4和6腳外接電阻R3構(gòu)成的RC振蕩器決定［7-9］，本設(shè)計(jì)頻率為33 kHz。……