SiC MOSFET光伏逆變器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、太陽能光伏發(fā)電作為分布式可再生能源中最重要的組成部分，在發(fā)電量方面所占比重和增長速度逐年提高，如何提高光伏逆變器的能量轉(zhuǎn)換效率成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。
　　本文研究了寬能隙SiC材料功率開關(guān)器件的特性優(yōu)勢，并將具有耐高溫、高電壓等級、高開關(guān)速度和低功率損耗優(yōu)點(diǎn)的SiC功率MOSFET應(yīng)用到單相光伏離網(wǎng)逆變器中，以提高開關(guān)頻率，降低開關(guān)損耗，提高能量轉(zhuǎn)換效率，減小對無源器件容量的需求，促進(jìn)光伏逆變器小型化發(fā)展。
　　在硬件方面，根據(jù)

2、SiC MOSFET的特性和對驅(qū)動(dòng)電路的要求設(shè)計(jì)采用+18V和-3V驅(qū)動(dòng)電源的隔離驅(qū)動(dòng)電路；根據(jù)逆變器對控制電源的需求，設(shè)計(jì)了正激隔離DC/DC電源電路；根據(jù)逆變器電壓閉環(huán)控制和溫度閉環(huán)控制的需求，設(shè)計(jì)電壓和電流交流采樣電路以及橋式溫度采集電路；根據(jù)對直流母線電壓的要求，設(shè)計(jì)了兩級推挽電路級聯(lián)的380V升壓電路，為逆變器提供高壓直流電源。另外，逆變器控制電路和升壓控制電路采用兩個(gè)STM32F103RCT6進(jìn)行控制。
　　在軟件方面

3、，采用改進(jìn)的SPWM控制算法，并對改進(jìn)后單相逆變器的工作狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)分析，推導(dǎo)出SPWM脈沖寬度計(jì)算公式。其次，詳細(xì)分析了基于STM32單片機(jī)的SPWM數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方法，以及導(dǎo)致逆變器輸出波形過零點(diǎn)振蕩的原因，并提出基于高級定時(shí)器TIM1和TIM8主從工作模式的解決方案。同時(shí)，在升壓電路程序設(shè)計(jì)中提出了基于STM32定時(shí)器兩步工作模式的推挽升壓驅(qū)動(dòng)波形數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方法。最后，對逆變器和推挽升壓電路的主要程序結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
　　針對