一种单相光伏无源逆变器实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及逆变器领域，具体是一种单相光伏无源逆变器实验装置。
【背景技术】
[0002] 随着全球能源危机的不断加剧，空气质量不断下降，是人们意识到节能环保的重 要性，清洁无污染的太阳能越来越受到世人的亲睐，光伏产业从欧洲，澳洲，到现在的中国 已经成了热口行业。光伏逆变原理也已经进入高校教学领域。光伏逆变器是实现太阳能电 池板输出直流电转化为交流电的重要装置。目前，市场上大多数光伏逆变器结构均比较复 杂，且价格昂贵，且技术保密，对于高校开展光伏逆变器教学实验带来极大的困难。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种单相光伏无源逆变器实验装置，W解决上述背景 技术中提出的问题。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案： 阳0化]一种单相光伏无源逆变器实验装置，包括太阳能电池阵列、DC/DC变换器、逆变桥、 滤波器、负载与控制回路；太阳能电池阵列输出端与DC/DC变换器输入端连接；DC/DC变换 器输出端与逆变桥输入端连接；逆变桥输出端与滤波器输入端连接；滤波器输出端与负载 连接；控制回路通过采样电路与太阳能电池阵列、DC/DC变换器、逆变桥、滤波器控制端相 连。
[0006] 作为本实用新型进一步的方案：控制回路WMC9S12XS128MAA单片机为核心控制 回路还连接有键盘、L邸指示灯、蜂鸣器、语音播报系统、液晶显示器及RS232通信接口。
[0007] 作为本实用新型进一步的方案：它的电路包括单片机系统工作电路U_xsl28、系 统电源电路U_power、DC/DC和DC/AC转换电路U_M0S阳RT。
[0008] 作为本实用新型进一步的方案：DC/DC和DC/AC转换电路包括BOOST升压电路和 逆变桥开关管驱动电路。
[0009] 作为本实用新型进一步的方案：逆变桥开关管驱动电路由74肥00驱动忍片和 IR2104驱动忍片组成。
[0010] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型由简单元器件构成的控 制回路，能够有效地实现光伏逆变过程，且整个过程操作简单，能够很好地解决对于高校光 伏逆变器实验教学难W开展的难题，为学习和研究光伏逆变器提供了实验工具。
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型的实验装置总体结构框图；
[0012] 图2为本实用新型的实验装置电路结构框图；
[0013] 图3为本实用新型的逆变桥开关管驱动电路；
[0014] 图4为本实用新型的逆变桥开关管驱动电路的IR2104信号时序图；
[0015] 图5为本实用新型的线性霍尔电流传感器；
[0016] 图6为本实用新型的光伏电池输出电流信号调理电路；
[0017] 图7为本实用新型的BOOST升压电路电流信号调理电路；
[0018] 图8为本实用新型的BOOST升压电路图；
[0019] 图9为本实用新型的逆变桥开关管驱动电路原理图。
【具体实施方式】
[0020] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 阳OW 实施例1
[0022] 请参阅图1，本实用新型实施例中，一种单相光伏无源逆变器实验装置，包括太阳 能电池阵列、DC/DC变换器、逆变桥、EMI滤波器、负载、控制回路；所述太阳能电池阵列与 DC/DC变换器通过连接件连接。
[0023] 请参阅图2,整个系统的电路由S部分组成：单片机系统工作电路〇J_xsl28)、系 统电源电路OLpower)、DC/DC和DC/AC转换电路OLMOSFERT)，单片机系统工作电路包含单 片机能够正常工作时需要满足的最基本电路及系统相关的外设电路，系统电源电路主要包 含单片机供电电源部分和其他外设供电电源电路，DC/DC和DC/AC转换电路主要包含BOOST 升压电路和逆变桥电路W及相关驱动电路。
[0024] 控制回路采用MC9S12XS128MAA单片机作为控制忍片。逆变桥工作过程中设及的 电压电流模拟量通过电压/电流传感器采样后，送入MC9S12XS128MAA单片机的AD端口， MC9S12XS128MAA单片机根据程序控制端口PWMl(PPl)和PWM3 (PP3)产生PWM波，由驱动电 路驱动BOOST电路和逆变电路的开关管，从而控制逆变器的工作状态。
[00巧]下面对于本实验装置用到的部分引脚功能描述如下： 阳0%] PADOO~PAD04。A/D转换输入端口，分别用于采集光伏电池输出电压化V、输出电 流Ipv,BOOST电路输出电压Vboost、输出电流Iboost,逆变输出电压Vgrid。
[0027]PBO~PB3。1/0端口，设置其为输出，分别控制4个发光二极管，用于显示系统工 作状态。 W2引 PPl~PP4。PPl和PP2级联用于产生BOOST电路开关管的PWM，PP3和PP4级联 用于产生逆变电路开关管的PWM。
[0029] PP5和PP7。1/0端口，设置其为输出，用于控制逆变器输出电压换向。
[0030] PAO~PA4。1/0端口，用于单片机与LCD5110的连接。 阳03UPA5~PA7。1/0端口，用于语音忍片的驱动信号线。 阳03引阳0~阳3。1/0端口，设置为输入，用于四个按键信号的输入端口。
[0033] 请参阅图3,逆变桥开关管驱动电路由74肥00驱动忍片和IR2104驱动忍片组成， 系统使用两片IR2104控制四片N沟道的MOS管（IRF540脚组成一个全桥驱动电路实现逆 变。IR2104驱动忍片通过册输出端分别控制全桥驱动电路的上半桥Q2开关管、Q3开关管 的导通与关断，而IR2104的LO输出端分别控制全桥驱动电路的下半桥Q4开关管、Q5开关 管的导通与关断，从而达到控制逆变桥输出电压幅值与方向的效果。
[0034] 具体的电路连接关系：第一个MBRS4201忍片的IN端分别连接74肥00忍片的3脚、 4脚，74肥00忍片的2脚与74肥00忍片的10脚连接；第一个MBRS4201忍片的SD端分别连 接第二个MBRS4201忍片的SD端、74肥00忍片的6脚；第一个MBRS4201忍片的VCC端通过 0. 1yF的电容C29接地，还直接连接+12V电压；第一个MBRS4201忍片的COM端接地且还提 供电容C29连接+12V电压；