當前,太陽能光伏市場(包括光伏模塊和逆變器)正以每年約30%的年累積速 度增長。太陽能逆變器的作用是將隨太陽能輻射及光照變化的DC 電壓轉(zhuǎn)換成為 電網(wǎng)兼容的AC 輸出;而對于廣大電子工程師而言,太陽能逆變器是一個值得高 度關(guān)注的技術(shù)領域。因此下文將介紹太陽能逆變器設計所需注意的技術(shù)要點、挑 戰(zhàn)以及相應的解決方法。 基本設計標準 基于太陽能逆變器的專用性以及保持設計的高效率,它需要持續(xù)監(jiān)視太陽能 電池板陣列的電壓和電流,從而了解太陽能電池板陣列的瞬時輸出功率。它還需 要一個電流控制的反饋環(huán),用于確保太陽能電池板陣列工作在最大輸出功率點, 以應付多變的高輸入。目前,太陽能逆變器已有多種拓撲結(jié)構(gòu),最常見的是用于 單相的半橋、全橋和Heric(Sunways 專利)逆變器,以及用于三相的六脈沖橋和 中點鉗位(NPC)逆變器;圖1 所示是這些逆變器的拓撲圖(Microsemi 圖源)。 同時,設計還需遵從安全規(guī)范,并在電網(wǎng)發(fā)生故障的時候可以快速斷開與電網(wǎng)的 連接。因此,太陽能逆變器的基本設計標準包括額定電壓、容量、效率、電池能 效、輸出AC 電源質(zhì)量、最大功率點跟蹤(MPPT)效能、通信特性和安全性
標簽: 太陽能逆變器
上傳時間: 2014-12-24
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隨著高壓電動機對調(diào)速性能、節(jié)能增效要求的增加,高壓變頻器得到了日益增長的需求,對其結(jié)構(gòu)原理和變頻調(diào)速算法的研究是當前電氣傳動領域的熱點問題。本文對IOKV單元串聯(lián)式高壓變頻器進行了全面的研究與設計:分析了其電路原理和控制方式;給出了模擬量控制電路的實現(xiàn)和IOKV整機評價試驗結(jié)果;并對高壓變頻器的無速度傳感器矢量控制策略進行了設計。
上傳時間: 2013-11-14
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方波逆變器在輸出失真度最小時波形最接近正弦波。采用功率譜分析的方法, 得出了單相方波逆變器諧波失真度最小時的脈寬數(shù)值。對于固定脈寬系統(tǒng), 導通角取21331 rad 時最佳; 對于變脈寬系統(tǒng), 導通角變化區(qū)間兩端失真度相等時, 系統(tǒng)的平均失真最小。該結(jié)論在光伏電站控制系統(tǒng)電源的設計中得到了應用與驗證。
上傳時間: 2013-11-29
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38V/100A可直接并聯(lián)大功率AC/DC變換器 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,電源技術(shù)被廣泛應用于計算機、工業(yè)儀器儀表、軍事、航天等領域,涉及到國民經(jīng)濟各行各業(yè)。特別是近年來,隨著IGBT的廣泛應用,開關(guān)電源向更大功率方向發(fā)展。研制各種各樣的大功率,高性能的開關(guān)電源成為趨勢。某電源系統(tǒng)要求輸入電壓為AC220V,輸出電壓為DC38V,輸出電流為100A,輸出電壓低紋波,功率因數(shù)>0.9,必要時多臺電源可以直接并聯(lián)使用,并聯(lián)時的負載不均衡度<5%。 設計采用了AC/DC/AC/DC變換方案。一次整流后的直流電壓,經(jīng)過有源功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)以提高系統(tǒng)的功率因數(shù),再經(jīng)半橋變換電路逆變后,由高頻變壓器隔離降壓,最后整流輸出直流電壓。系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)有DC/DC電路、功率因數(shù)校正電路、PWM控制電路、均流電路和保護電路等。 1 有源功率因數(shù)校正環(huán)節(jié) 由于系統(tǒng)的功率因數(shù)要求0.9以上,采用二極管整流是不能滿足要求的,所以,加入了有源功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)。采用UC3854A/B控制芯片來組成功率因數(shù)電路。UC3854A/B是Unitrode公司一種新的高功率因數(shù)校正器集成控制電路芯片,是在UC3854基礎上的改進。其特點是:采用平均電流控制,功率因數(shù)接近1,高帶寬,限制電網(wǎng)電流失真≤3%[1]。圖1是由UC3854A/B控制的有源功率因數(shù)校正電路。 該電路由兩部分組成。UC3854A/B及外圍元器件構(gòu)成控制部分,實現(xiàn)對網(wǎng)側(cè)輸入電流和輸出電壓的控制。功率部分由L2,C5,V等元器件構(gòu)成Boost升壓電路。開關(guān)管V選擇西門康公司的SKM75GB123D模塊,其工作頻率選在35kHz。升壓電感L2為2mH/20A。C5采用四個450V/470μF的電解電容并聯(lián)。因為,設計的PFC電路主要是用在大功率DC/DC電路中,所以,在負載輕的時候不進行功率因數(shù)校正,當負載較大時功率因數(shù)校正電路自動投入使用。此部分控制由圖1中的比較器部分來實現(xiàn)。R10及R11是負載檢測電阻。當負載較輕時,R10及R11上檢測的信號輸入給比較器,使其輸出端為低電平,D2導通,給ENA(使能端)低電平使UC3854A/B封鎖。在負載較大時ENA為高電平才讓UC3854A/B工作。D3接到SS(軟啟動端),在負載輕時D3導通,使SS為低電平;當負載增大要求UC3854A/B工作時,SS端電位從零緩慢升高,控制輸出脈沖占空比慢慢增大實現(xiàn)軟啟動。 2 DC/DC主電路及控制部分分析 2.1 DC/DC主電路拓撲 在大功率高頻開關(guān)電源中,常用的主變換電路有推挽電路、半橋電路、全橋電路等[2]。其中推挽電路的開關(guān)器件少,輸出功率大,但開關(guān)管承受電壓高(為電源電壓的2倍),且變壓器有六個抽頭,結(jié)構(gòu)復雜;全橋電路開關(guān)管承受的電壓不高,輸出功率大,但是需要的開關(guān)器件多(4個),驅(qū)動電路復雜。半橋電路開關(guān)管承受的電壓低,開關(guān)器件少,驅(qū)動簡單。根據(jù)對各種拓撲方案的工程化實現(xiàn)難度,電氣性能以及成本等指標的綜合比較,本電源選用半橋式DC/DC變換器作為主電路。圖2為大功率開關(guān)電源的主電路拓撲圖。
上傳時間: 2013-11-13
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摘 要: 閥門開度儀以AT89C51單片機為核心, 通過在閥門電機軸上安裝的電位計傳感器獲得閥 門電機軸的轉(zhuǎn)動角位移, 從而得出閥門的開度, 達到自動檢測的目的。詳細介紹了串行控制的10 位A /D轉(zhuǎn)換器TLC1549的特點和功能, 說明了TLC1549與AT89C51單片機在閥門開度儀中的硬件 電路和軟件程序。實踐證明, 該閥門開度儀數(shù)據(jù)采集準確可靠、工作穩(wěn)定。 關(guān)鍵詞: TLC1549; AT89C51單片機; 閥門開度
上傳時間: 2013-10-14
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摘 要: 介紹了單片機控制的半導體激光器的穩(wěn)光強器,系統(tǒng)地闡述了其工作原理、硬件及軟件設計。實驗測得:在室溫條件下,穩(wěn)光強器6h輸出光強的穩(wěn)定度達到0.28%。關(guān)鍵詞: 穩(wěn)光強器;半導體激光器;單片機
上傳時間: 2013-10-15
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本論文介紹的數(shù)字式電子調(diào)速器,是用步進電機作為執(zhí)行器,以AT89C51單片機為主控芯片,通過編制相應的控制程序,實現(xiàn)了汽油機的數(shù)字調(diào)速。通過減小瞬時調(diào)速率成為全面提高汽油機調(diào)速性能的關(guān)鍵。采用PID控制算法,按汽油機過渡過程各階段轉(zhuǎn)速變化的情況,確定PID各項的系數(shù),調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度的變化量。實驗結(jié)果表明,瞬時調(diào)速率達到5.6%,穩(wěn)定時間1.64s,瞬時調(diào)速率和穩(wěn)定時間都有很大的提高,該方法對改善電子調(diào)速器的動態(tài)特性有明顯的效果。
標簽: 數(shù)字式 動態(tài)特性 電子調(diào)速器
上傳時間: 2013-11-10
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Σ-ΔA/D技術(shù)具有高分辨率、高線性度和低成本的特點。本文基于TI公司的MSP430F1121單片機,介紹了采用內(nèi)置比較器和外圍電路構(gòu)成類似于Σ-△的高精度A/D實現(xiàn)方案,適合用于對溫度、壓力和電壓等緩慢變化信號的采集應用。 在各種A/D轉(zhuǎn)換器中,最常用是逐次逼近法(SAR)A/D,該類器件具有轉(zhuǎn)換時間固定且快速的特點,但難以顯著提高分辨率;積分型A/D 有較強的抗干擾能力,但轉(zhuǎn)換時間較長;過采樣Σ-ΔA/D由于其高分辨率,高線性度及低成本的特點,正得到越來越多的應用。根據(jù)這些特點,本文以TI公司的MSP430F1121單片機實現(xiàn)了一種類似于Σ-ΔA/D技術(shù)的高精度轉(zhuǎn)換器方案。 MSP430F1121是16位RISC結(jié)構(gòu)的FLASH型單片機,該芯片有14個雙向I/O口并兼有中斷功能,一個16位定時器兼有計數(shù)和定時功能。I/O口輸出高電平時電壓接近Vcc,低電平時接近Vss,因此,一個I/O口可以看作一位DAC,具有PWM功能。 該芯片具有一個內(nèi)置模擬電壓比較器,只須外接一只電阻和電容即可構(gòu)成一個類似于Σ-Δ技術(shù)的高精度單斜率A/D。一般而言,比較器在使用過程中會受到兩種因素的影響,一種是比較器輸入端的偏置電壓的積累;另一種是兩個輸入端電壓接近到一程度時,輸出端會產(chǎn)生振蕩。 MSP430F1121單片機在比較器兩輸入端對應的單片機端口與片外輸入信號的連接線路保持不變的情況下,可通過軟件將比較器兩輸入端與對應的單片機端口的連接線路交換,并同時將比較器的輸出極性變換,這樣抵消了比較器的輸入端累積的偏置電壓。通過在內(nèi)部將輸出連接到低通濾波器后,即使在比較器輸入端兩比較電壓非常接近,經(jīng)過濾波后也不會出現(xiàn)輸出端的振蕩現(xiàn)象,從而消除了輸出端震蕩的問題。利用內(nèi)置比較器實現(xiàn)高精度A/D圖1是一個可直接使用的A/D轉(zhuǎn)換方案,該方案是一個高精度的積分型A/D轉(zhuǎn)換器。其基本原理是用單一的I/O端口,執(zhí)行1位的數(shù)模轉(zhuǎn)換,以比較器的輸出作反饋,來維持Vout與Vin相等。圖1:利用MSP430F1121實現(xiàn)的實用A/D轉(zhuǎn)換器電路方案。
上傳時間: 2013-11-10
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RS-232-C 是PC 機常用的串行接口,由于信號電平值較高,易損壞接口電路的芯片,與TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL 電路連接。本產(chǎn)品(轉(zhuǎn)接器),可以實現(xiàn)任意電平下(0.8~15)的UART串行接口到RS-232-C/E接口的無源電平轉(zhuǎn)接, 使用非常方便可靠。 什么是RS-232-C 接口?采用RS-232-C 接口有何特點?傳輸電纜長度如何考慮?答: 計算機與計算機或計算機與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低,特別是在遠程傳輸時,避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 在串行通訊時,要求通訊雙方都采用一個標準接口,使不同 的設備可以方便地連接起來進行通訊。 RS-232-C接口(又稱 EIA RS-232-C)是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970 年由美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、 調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標準。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設備(DCE)之間串行二進制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標準”該標準規(guī)定采用一個25 個腳的 DB25 連接器,對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定,還對各種信號的電平加以規(guī)定。(1) 接口的信號內(nèi)容實際上RS-232-C 的25 條引線中有許多是很少使用的,在計算機與終端通訊中一般只使用3-9 條引線。(2) 接口的電氣特性 在RS-232-C 中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關(guān)系。即:邏輯“1”,-5— -15V;邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容限為2V。即 要求接收器能識別低至+3V 的信號作為邏輯“0”,高到-3V的信號 作為邏輯“1”(3) 接口的物理結(jié)構(gòu) RS-232-C 接口連接器一般使用型號為DB-25 的25 芯插頭座,通常插頭在DCE 端,插座在DTE端. 一些設備與PC 機連接的RS-232-C 接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”。所以采用DB-9 的9 芯插頭座,傳輸線采用屏蔽雙絞線。(4) 傳輸電纜長度由RS-232C 標準規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下,傳輸電纜長度應為50 英尺,其實這個4%的碼元畸變是很保守的,在實際應用中,約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的,所以實際使用中最大距離會遠超過50 英尺,美國DEC 公司曾規(guī)定允許碼元畸變?yōu)?0%而得出附表2 的實驗結(jié)果。其中1 號電纜為屏蔽電纜,型號為DECP.NO.9107723 內(nèi)有三對雙絞線,每對由22# AWG 組成,其外覆以屏蔽網(wǎng)。2 號電纜為不帶屏蔽的電纜。 2. 什么是RS-485 接口?它比RS-232-C 接口相比有何特點?答: 由于RS-232-C 接口標準出現(xiàn)較早,難免有不足之處,主要有以下四點:(1) 接口的信號電平值較高,易損壞接口電路的芯片,又因為與TTL 電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL 電路連接。(2) 傳輸速率較低,在異步傳輸時,波特率為20Kbps。(3) 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式, 這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾,所以抗噪聲干擾性弱。(4) 傳輸距離有限,最大傳輸距離標準值為50 英尺,實際上也只能 用在50 米左右。針對RS-232-C 的不足,于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標準,RS-485 就是其中之一,它具有以下特點:1. RS-485 的電氣特性:邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2—6) V 表示;邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2—6)V 表示。接口信號電平比RS-232-C 降低了,就不易損壞接口電路的芯片, 且該電平與TTL 電平兼容,可方便與TTL 電路連接。2. RS-485 的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps3. RS-485 接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合,抗共模干能力增強,即抗噪聲干擾性好。4. RS-485 接口的最大傳輸距離標準值為4000 英尺,實際上可達 3000 米,另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1 個收發(fā)器, 即單站能力。而RS-485 接口在總線上是允許連接多達128 個收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485 接口方便地建立起設備網(wǎng)絡。因RS-485 接口具有良好的抗噪聲干擾性,長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其成為首選的串行接口。 因為RS485 接口組成的半雙工網(wǎng)絡,一般只需二根連線,所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485 接口連接器采用DB-9 的9 芯插頭座,與智能終端RS485接口采用DB-9(孔),與鍵盤連接的鍵盤接口RS485 采用DB-9(針)。3. 采用RS485 接口時,傳輸電纜的長度如何考慮?答: 在使用RS485 接口時,對于特定的傳輸線經(jīng),從發(fā)生器到負載其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度是數(shù)據(jù)信號速率的函數(shù),這個 長度數(shù)據(jù)主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的最大電纜長度與信號速率的關(guān)系曲線是使用24AWG 銅芯雙絞電話電纜(線 徑為0.51mm),線間旁路電容為52.5PF/M,終端負載電阻為100 歐 時所得出。(曲線引自GB11014-89 附錄A)。由圖中可知,當數(shù)據(jù)信 號速率降低到90Kbit/S 以下時,假定最大允許的信號損失為6dBV 時, 則電纜長度被限制在1200M。實際上,圖中的曲線是很保守的,在實 用時是完全可以取得比它大的電纜長度。 當使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。例 如:當數(shù)據(jù)信號速率為600Kbit/S 時,采用24AWG 電纜,由圖可知最 大電纜長度是200m,若采用19AWG 電纜(線徑為0。91mm)則電纜長 度將可以大于200m; 若采用28AWG 電纜(線徑為0。32mm)則電纜 長度只能小于200m。
上傳時間: 2013-10-11
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高速串并轉(zhuǎn)換器的設計是FPGA 設計的一個重要方面,傳統(tǒng)設計方法由于采用FPGA 的內(nèi)部邏輯資源來實現(xiàn),從而限制了串并轉(zhuǎn)換的速度。該研究以網(wǎng)絡交換調(diào)度系統(tǒng)的FGPA 驗證平臺中多路高速串并轉(zhuǎn)換器的設計為例,詳細闡述了1 :8DDR 模式下高速串并轉(zhuǎn)換器的設計方法和16 路1 :8 串并轉(zhuǎn)換器的實現(xiàn)。結(jié)果表明,采用Xilinx Virtex24 的ISERDES 設計的多路串并轉(zhuǎn)換器可以實現(xiàn)800 Mbit/ s 輸入信號的串并轉(zhuǎn)換,并且減少了設計復雜度,縮短了開發(fā)周期,能滿足設計要求。關(guān)鍵詞:串并轉(zhuǎn)換;現(xiàn)場可編程邏輯陣列;Xilinx ; ISERDES
標簽: FPGA 多路 串并轉(zhuǎn)換
上傳時間: 2013-11-03
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