• 回复
  • 收藏
  • 点赞
  • 分享
  • 发新帖

microchip的光伏并网逆变参考设计

03-07135_R0.3 BOM Source 

http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en551429

 

Summary

This reference design demonstrates the flexibility and power of SMPS dsPIC® Digital Signal Controllers in Grid connected power conversion systems. This reference design works with any photovoltaic (PV) panel of maximum 220 Watts having open circuit voltage between 25V to 55V DC. This reference design ensures maximum power tracking for PV panel voltage between 25V to 45V DC. Two versions of this reference design is available to support 110V and 220V Grid.

This reference design is implemented using a single dsPIC33F “GS” digital-power DSCs from Microchip that provides the full digital control of the power conversion and system management functions. As shown in this reference design the dsPIC33F ‘GS’ devices enable designers to easily and cost effectively create products using advanced switching techniques that lower switching losses and enable efficiencies as high as 95%. Grid-Connected Solar Micro Inverter Reference Design is royalty free when used in accordance with the licensing agreement.

Key Features:

  • Peak efficiency of 95%
  • Output current THD < 5%
  • Power factor >0.95
  • Maximum power point tracking
  • Grid voltage and frequency tracking
  • Protection against various current and voltage faults
  • Night time power consumption <1W
  • System Islanding to detect grid failure
  • Full Digital Control

Specifications:

  • Micro Inverter for individual PV Module up to 220W
  • Wide PV Panel voltage : 25V to 55V DC
  • Maximum Power Point Tracking voltage: 25V to 45V
  • Maximum DC short circuit current : 10A
  • Grid Frequency range :

47 – 53 Hz for 220V systems

57 – 63 Hz for 110V systems

  • Grid voltage range :

90V – 140V for 110V systems

180V – 264V for 220V systems

Package Contents:

  • PV Micro Inverter board with cables
  • Documentation CD consisting of: Source code, Schematics, PCB, BOM and Test files

其中包含应用笔记,PCB,原理图,源代码,材料单,MATLAB模型,是非常好的参考资料

全部回复(158)
正序查看
倒序查看
2010-10-13 11:00

   奇怪,这么好的资料竟然没人关心

 

0
回复
2010-10-13 15:23
@ddmushroom
[图片]  [图片] 奇怪,这么好的资料竟然没人关心 

这是网上能够找到最完整的资料了。老兄,你QQ是多少啊,我想加你探讨一下。

但是有几点要我要说一下看法,

1,升压部分相当诡异,为何说诡异,因为上面说交错并联反激,但是电路图中的变压器相位画错了,还有这种TOP非常变态,从来没有见过,不知道对效率会有多少提升,没有看到原代码,不知道这2个通道的PWM到底是如何运作,估计可能用来做ZVS的。

2,逆变部分相当变态,因为用这种SCR做H桥变换,很怀疑能不能出来正弦波。因为SCR再快也不是用在高频上的,从图中的后面的LC滤波可以看出,难道是做方波的?

3,其他的东西不知道,没有看到电路图。

总体感觉这个只能是做个样子看一下,真正能够参考的东西少之又少。

0
回复
2010-10-14 08:56
@lizlk
这是网上能够找到最完整的资料了。老兄,你QQ是多少啊,我想加你探讨一下。但是有几点要我要说一下看法,1,升压部分相当诡异,为何说诡异,因为上面说交错并联反激,但是电路图中的变压器相位画错了,还有这种TOP非常变态,从来没有见过,不知道对效率会有多少提升,没有看到原代码,不知道这2个通道的PWM到底是如何运作,估计可能用来做ZVS的。2,逆变部分相当变态,因为用这种SCR做H桥变换,很怀疑能不能出来正弦波。因为SCR再快也不是用在高频上的,从图中的后面的LC滤波可以看出,难道是做方波的?3,其他的东西不知道,没有看到电路图。总体感觉这个只能是做个样子看一下,真正能够参考的东西少之又少。

同感,确实很诡异:

1\升压部分应该是做了软开关或者无损吸收,但是看图又不对,不知道是不是故意搞一个错的看.

2\逆变部分的可控硅似乎可以提高效率和简化电路,但是过零点的电流畸变好像太大了点,不知道是不是可以满足性能测试.

3\这种可控硅的桥遇到电流相位差距比较大的时候是不是可能出现问题,毕竟并网模式什么情况都有可能遇到.

0
回复
2010-10-14 08:58
@lizlk
这是网上能够找到最完整的资料了。老兄,你QQ是多少啊,我想加你探讨一下。但是有几点要我要说一下看法,1,升压部分相当诡异,为何说诡异,因为上面说交错并联反激,但是电路图中的变压器相位画错了,还有这种TOP非常变态,从来没有见过,不知道对效率会有多少提升,没有看到原代码,不知道这2个通道的PWM到底是如何运作,估计可能用来做ZVS的。2,逆变部分相当变态,因为用这种SCR做H桥变换,很怀疑能不能出来正弦波。因为SCR再快也不是用在高频上的,从图中的后面的LC滤波可以看出,难道是做方波的?3,其他的东西不知道,没有看到电路图。总体感觉这个只能是做个样子看一下,真正能够参考的东西少之又少。
它实现正弦波是没问题的,馒头波的生成是前级的升压电路实现的,候机的scr仅仅是做换向
0
回复
2010-10-14 10:16
@lizlk
这是网上能够找到最完整的资料了。老兄,你QQ是多少啊,我想加你探讨一下。但是有几点要我要说一下看法,1,升压部分相当诡异,为何说诡异,因为上面说交错并联反激,但是电路图中的变压器相位画错了,还有这种TOP非常变态,从来没有见过,不知道对效率会有多少提升,没有看到原代码,不知道这2个通道的PWM到底是如何运作,估计可能用来做ZVS的。2,逆变部分相当变态,因为用这种SCR做H桥变换,很怀疑能不能出来正弦波。因为SCR再快也不是用在高频上的,从图中的后面的LC滤波可以看出,难道是做方波的?3,其他的东西不知道,没有看到电路图。总体感觉这个只能是做个样子看一下,真正能够参考的东西少之又少。

QQ70272433

这个参考设计的软件相当复杂,又没有完整的流程图,我看了好几天都没理清头绪,还是要大家共同开动脑筋啊

0
回复
2010-10-14 10:23
@lizlk
这是网上能够找到最完整的资料了。老兄,你QQ是多少啊,我想加你探讨一下。但是有几点要我要说一下看法,1,升压部分相当诡异,为何说诡异,因为上面说交错并联反激,但是电路图中的变压器相位画错了,还有这种TOP非常变态,从来没有见过,不知道对效率会有多少提升,没有看到原代码,不知道这2个通道的PWM到底是如何运作,估计可能用来做ZVS的。2,逆变部分相当变态,因为用这种SCR做H桥变换,很怀疑能不能出来正弦波。因为SCR再快也不是用在高频上的,从图中的后面的LC滤波可以看出,难道是做方波的?3,其他的东西不知道,没有看到电路图。总体感觉这个只能是做个样子看一下,真正能够参考的东西少之又少。

原理图反激变压器的同名端是画错的,但应用文档里的图是对的

 wangshujun说的很对,SCR是做换向,频率由电网频率PLL锁相同步。似乎反激只做电流反馈,查表逐波控制成正弦。

使用它的理由不明,猜测是为了简化线路。另一个理由是不会有逆向电流,如果使用MOS或者IGBT必须防止交流逆向,比如H5或者HERIC做的

和成本应该无关。否则它绝不会在反激的整流管用上了CREE的1200V碳化硅管。效率也应该关系不大,这个SCR导通类似二极管,肯定比低内阻MOS损耗大,但好于IGBT。

0
回复
2010-10-14 10:26
@lizlk
这是网上能够找到最完整的资料了。老兄,你QQ是多少啊,我想加你探讨一下。但是有几点要我要说一下看法,1,升压部分相当诡异,为何说诡异,因为上面说交错并联反激,但是电路图中的变压器相位画错了,还有这种TOP非常变态,从来没有见过,不知道对效率会有多少提升,没有看到原代码,不知道这2个通道的PWM到底是如何运作,估计可能用来做ZVS的。2,逆变部分相当变态,因为用这种SCR做H桥变换,很怀疑能不能出来正弦波。因为SCR再快也不是用在高频上的,从图中的后面的LC滤波可以看出,难道是做方波的?3,其他的东西不知道,没有看到电路图。总体感觉这个只能是做个样子看一下,真正能够参考的东西少之又少。

孤岛检测好象是频率漂移法,代码很简单,不知道是不是仅仅是个功能示意,还不完善。

直流分量检测好象是没还有,交流漏电流检测、PV漏电流检测是肯定没有

0
回复
2010-10-14 10:41
@ddmushroom
孤岛检测好象是频率漂移法,代码很简单,不知道是不是仅仅是个功能示意,还不完善。直流分量检测好象是没还有,交流漏电流检测、PV漏电流检测是肯定没有

呵呵,一大早,看到这个,终于有点热闹了。

我仔细看了看,由于没有源代码的缘故,越看越觉得这个参考设计做的非常巧妙。内部包含了非常独特的思想概念,呵呵。现在才发现,对于我在楼上说的,我非常抱歉,因为我说错了。

前级的双反激用的是有缘钳位,呵呵,而且应该就是在这一级用了正弦波变换,输出是正弦波电流,后面通过检测AC电压,通过H桥的SCR向电网注入正弦波电流,实现高功率因数的并网,这个思路非常好啊。

 

ddmushroom建议把全部文件都传上来,我也来好好学习一下。

0
回复
jiaoao
LV.9
10
2010-10-14 11:55
@lizlk
呵呵,一大早,看到这个,终于有点热闹了。我仔细看了看,由于没有源代码的缘故,越看越觉得这个参考设计做的非常巧妙。内部包含了非常独特的思想概念,呵呵。现在才发现,对于我在楼上说的,我非常抱歉,因为我说错了。前级的双反激用的是有缘钳位,呵呵,而且应该就是在这一级用了正弦波变换,输出是正弦波电流,后面通过检测AC电压,通过H桥的SCR向电网注入正弦波电流,实现高功率因数的并网,这个思路非常好啊。 ddmushroom建议把全部文件都传上来,我也来好好学习一下。
0
回复
ddmushroom
LV.4
11
2010-10-14 13:44
@lizlk
呵呵,一大早,看到这个,终于有点热闹了。我仔细看了看,由于没有源代码的缘故,越看越觉得这个参考设计做的非常巧妙。内部包含了非常独特的思想概念,呵呵。现在才发现,对于我在楼上说的,我非常抱歉,因为我说错了。前级的双反激用的是有缘钳位,呵呵,而且应该就是在这一级用了正弦波变换,输出是正弦波电流,后面通过检测AC电压,通过H桥的SCR向电网注入正弦波电流,实现高功率因数的并网,这个思路非常好啊。 ddmushroom建议把全部文件都传上来,我也来好好学习一下。

原理图,料单,源文件都在最顶上,大家赶紧开动脑筋,我觉得它里面还有很地方可分析。

0
回复
wangshujun
LV.8
12
2010-10-14 17:58
@ddmushroom
原理图,料单,源文件都在最顶上,大家赶紧开动脑筋,我觉得它里面还有很地方可分析。

我觉得最困惑的是scr的逆变桥,主要的问题是过零点的畸变很大,按说做成mos的效果会好很多,而且在这个低频应用环节里面mos的驱动也不困难,效率也不是大问题因为电流小,mos余量大一些以后内阻损耗可以很低的

不过自己做这个修改也不算困难

程序里面没看到主动孤岛保护的部分,按说这样小的功率也没有主动孤岛保护的要求的,应该算合理,被动孤岛基本就是检测网侧的电压状态来判断电网是否正常,不算很困难的

0
回复
wangshujun
LV.8
13
2010-10-14 17:59
@ddmushroom
QQ70272433这个参考设计的软件相当复杂,又没有完整的流程图,我看了好几天都没理清头绪,还是要大家共同开动脑筋啊

这么点软件就很复杂了吗,应该算简单设计的

实际的测试方法和手段看到的介绍少了点,可能需要自己做一些工作了

 

0
回复
wangshujun
LV.8
14
2010-10-14 18:01
@ddmushroom
原理图反激变压器的同名端是画错的,但应用文档里的图是对的 wangshujun说的很对,SCR是做换向,频率由电网频率PLL锁相同步。似乎反激只做电流反馈,查表逐波控制成正弦。使用它的理由不明,猜测是为了简化线路。另一个理由是不会有逆向电流,如果使用MOS或者IGBT必须防止交流逆向,比如H5或者HERIC做的和成本应该无关。否则它绝不会在反激的整流管用上了CREE的1200V碳化硅管。效率也应该关系不大,这个SCR导通类似二极管,肯定比低内阻MOS损耗大,但好于IGBT。
因为前几dcdc的输出已经有整流管了,不可能再有逆向电流问题了,这个理由不能成立
0
回复
wangshujun
LV.8
15
2010-10-14 20:33
@wangshujun
我觉得最困惑的是scr的逆变桥,主要的问题是过零点的畸变很大,按说做成mos的效果会好很多,而且在这个低频应用环节里面mos的驱动也不困难,效率也不是大问题因为电流小,mos余量大一些以后内阻损耗可以很低的不过自己做这个修改也不算困难程序里面没看到主动孤岛保护的部分,按说这样小的功率也没有主动孤岛保护的要求的,应该算合理,被动孤岛基本就是检测网侧的电压状态来判断电网是否正常,不算很困难的

没注意,他确实做了频率扰动的方式进行孤岛检测

0
回复
wangshujun
LV.8
16
2010-10-14 20:36
@ddmushroom
孤岛检测好象是频率漂移法,代码很简单,不知道是不是仅仅是个功能示意,还不完善。直流分量检测好象是没还有,交流漏电流检测、PV漏电流检测是肯定没有

这个设计针对的是微逆变器,那几个检测可以没有,特别又是隔离输出结构的,漏电刘影响本来就很小

0
回复
2010-10-15 08:16
@wangshujun
这个设计针对的是微逆变器,那几个检测可以没有,特别又是隔离输出结构的,漏电刘影响本来就很小
老兄,我想请问一下PV漏电流检测,和交流逆向到底是如何产生的,有发生泄露的示意图吗?
0
回复
ddmushroom
LV.4
18
2010-10-15 08:45
@lizlk
老兄,我想请问一下PV漏电流检测,和交流逆向到底是如何产生的,有发生泄露的示意图吗?

变压器隔离的按理不用管交流反向,这个都是在非隔离的逆变器上。因为mos或者IBGT都有反向的体二极管,即便关闭开关管,交流反过来还是能流到直流端。

那到底为啥要用晶闸管呢,就为了驱动简单?没想明白

PV漏电流一般检测PV+对PE和PV-对PE的电压和PV+对PV-的电压之间的关系。相差超过限定就认为太阳板有漏电。一般是组串式逆变器用,因为PV电压比较高,而且走线也比较长。微逆变器电压不超过50V,PV就近接入,应该可以不用检测

0
回复
ddmushroom
LV.4
19
2010-10-15 08:47
@wangshujun
这个设计针对的是微逆变器,那几个检测可以没有,特别又是隔离输出结构的,漏电刘影响本来就很小
好像搞来搞去就我们三个人在讨论
0
回复
ddmushroom
LV.4
20
2010-10-15 08:49
@wangshujun
我觉得最困惑的是scr的逆变桥,主要的问题是过零点的畸变很大,按说做成mos的效果会好很多,而且在这个低频应用环节里面mos的驱动也不困难,效率也不是大问题因为电流小,mos余量大一些以后内阻损耗可以很低的不过自己做这个修改也不算困难程序里面没看到主动孤岛保护的部分,按说这样小的功率也没有主动孤岛保护的要求的,应该算合理,被动孤岛基本就是检测网侧的电压状态来判断电网是否正常,不算很困难的
我对SCR非常不熟悉,你看他在AN里给出的驱动示意,我总觉得不太对啊
0
回复
2010-10-15 08:54
@ddmushroom
变压器隔离的按理不用管交流反向,这个都是在非隔离的逆变器上。因为mos或者IBGT都有反向的体二极管,即便关闭开关管,交流反过来还是能流到直流端。那到底为啥要用晶闸管呢,就为了驱动简单?没想明白PV漏电流一般检测PV+对PE和PV-对PE的电压和PV+对PV-的电压之间的关系。相差超过限定就认为太阳板有漏电。一般是组串式逆变器用,因为PV电压比较高,而且走线也比较长。微逆变器电压不超过50V,PV就近接入,应该可以不用检测

多谢老兄,你说的PE是不是大地?

0
回复
2010-10-15 08:54
@ddmushroom
好像搞来搞去就我们三个人在讨论[图片]
呵呵,是啊,就我们三人。
0
回复
2010-10-15 08:57
@ddmushroom
变压器隔离的按理不用管交流反向,这个都是在非隔离的逆变器上。因为mos或者IBGT都有反向的体二极管,即便关闭开关管,交流反过来还是能流到直流端。那到底为啥要用晶闸管呢,就为了驱动简单?没想明白PV漏电流一般检测PV+对PE和PV-对PE的电压和PV+对PV-的电压之间的关系。相差超过限定就认为太阳板有漏电。一般是组串式逆变器用,因为PV电压比较高,而且走线也比较长。微逆变器电压不超过50V,PV就近接入,应该可以不用检测
我觉得他用SCR是作为电流换向,由于SCR有反应时间,在MS级别,所以在文档里看到它的电流波形在过零点有畸变,这也是这种慢速器件固有的缺陷。但是我认为会影响THD,谐波可能影响小。
0
回复
flowcloud
LV.2
24
2010-10-15 09:55
@lizlk
呵呵,是啊,就我们三人。
我们在一旁默默的学习着~~
0
回复
wangshujun
LV.8
25
2010-10-15 11:23
@lizlk
我觉得他用SCR是作为电流换向,由于SCR有反应时间,在MS级别,所以在文档里看到它的电流波形在过零点有畸变,这也是这种慢速器件固有的缺陷。但是我认为会影响THD,谐波可能影响小。

电流过零点畸变,使因为可控硅是半控期间,需要等待自然0电流关断,这个关断并不能在前级停止pwm的时候立刻发生,如果没有关闭的时候前极pwm又开始新的输出的话,会导致直通发生,这是致命问题,因此它为了保证换向它应该做了一些等待的动作,所以在0点附近电流本身就不可能做到连续,因此出现畸变也就可以理解了

0
回复
ddmushroom
LV.4
26
2010-10-15 12:11
@lizlk
多谢老兄,你说的PE是不是大地?
是的
0
回复
2010-10-15 12:13
@ddmushroom
是的
0
回复
wangshujun
LV.8
28
2010-10-15 12:18
@ddmushroom
好像搞来搞去就我们三个人在讨论[图片]
看起来关注太阳能并网的人没有我们想象的多
0
回复
ddmushroom
LV.4
29
2010-10-15 12:33
@wangshujun
看起来关注太阳能并网的人没有我们想象的多

做并网的必须要有足够的测试设备,对业余爱好者可能来说可能代价太高

 

其他不说,光交流源,交流负载就要好多钱了

0
回复
2010-10-15 13:08
@ddmushroom
做并网的必须要有足够的测试设备,对业余爱好者可能来说可能代价太高 其他不说,光交流源,交流负载就要好多钱了

的确是这样,更不要说过那些眼花缭乱的认证了。呵呵

0
回复
wangshujun
LV.8
31
2010-10-16 22:00
@ddmushroom
做并网的必须要有足够的测试设备,对业余爱好者可能来说可能代价太高 其他不说,光交流源,交流负载就要好多钱了
其实按照ul1741做,也没有太多的设备需求的
0
回复