電流采樣電路的設計

1、電流采樣電路的設計電流采樣電路的設計文中研制了一套模擬并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，實現(xiàn)了頻率跟蹤、最大功率跟蹤、相位跟蹤、輸入欠壓保護、輸出過流保護、反孤島效應等功能；采用Atmega16高速單片機，實現(xiàn)了內(nèi)部集成定時、計數(shù)器功能；利用定時器T／C2的快速PWM功能，實現(xiàn)SPWM信號的產(chǎn)生；采用T／C1的輸入捕獲功能，實現(xiàn)了頻率相位監(jiān)測和跟蹤以及對失真度、輸入電壓、輸出電流等物理量的檢測與控制。1整體方案設計整體方案設計設計采用Atmega16單片機

2、為主體控制電路，工作過程為：與基準信號同頻率、同相位正弦波經(jīng)過SPWM調(diào)制后，輸出正弦波脈寬調(diào)制信號，經(jīng)驅(qū)動電胳放大，驅(qū)動H橋功率管工作，經(jīng)過濾波器和工頻變壓器產(chǎn)生于基準信號通頻率、同相位的正弦波電流。其中，過流、欠壓保護由硬件實現(xiàn)，同步信號采集、頻率的采集、控制信號的輸出等功能，均由Atmega16完成。系統(tǒng)總體設計框圖如圖1所示。2硬件電路設計硬件電路設計分為DC／AC驅(qū)動電路、DC／AC電路和濾波電路3部分和平滑電容C1，電路原理

3、如圖2所示。21DC—AC驅(qū)動電路是由R1、R2、R3、R4、R5、R6、Q3、Q4、P3和P4組成，其中P3和P4是控制信號輸阻值和比值。R14、R15、R19、R20的電流為模擬比較器內(nèi)部偏置電流的10倍以上，電阻的阻值盡可能大，這樣既減小了功耗也保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。Y3采用模擬比較器LM393，LM393內(nèi)部為開集電極輸出，應用的時候輸出端要接一個上拉電阻，電路如圖3所示。32MPPT采樣電路在光伏系統(tǒng)中，通常要求太陽能電池的輸出

4、功率始終最大，系統(tǒng)要能跟蹤太陽電池輸出的最大功率點。如果負載不能工作在電池提供的最大功率點，就不能充分利用在當前條件下電池所能提供的最大功率。因此，必須在太陽能電池和負載之間加入阻抗變換器，使得變換后的工作點正好和太陽能電池的最大功率點重合，使太陽能電池以最大功率輸出，這就是太陽能電池的最大功率跟蹤。即最大功率跟蹤MPPT，是本套光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置研究的一個重要方向。由于光伏電池的最大功率輸出點是隨光強、負載和溫度變化的。為充分利用太

5、陽能，系統(tǒng)必須實現(xiàn)最大功率點的跟蹤。本套光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬采用恒定電壓控制方法，其優(yōu)點是簡單易行，且可以跟蹤最大功率點。電路的工作原理：本模塊電路的核心也是模擬比較器LM393，TL431提供75V的基準電壓，在這里基準電壓取值建議≥75V，取值可以比75V稍大，以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，應保證流過R3、R9的電流為模擬比較器LM393偏置電流的10倍以上，R3、R9的取值盡可能大。R1、R2并聯(lián)是為了調(diào)試方便，現(xiàn)實中很難找到阻值很合適的電阻，滑

6、動變阻器昂貴，所以用兩個電阻并聯(lián)調(diào)試效果比較理想。假設R為R1、R2并聯(lián)值，流過R的電流為I，則有式(9)中的，可以認為是TL431的灌電流的最小值，流過R6的電流和模擬比較器LM393的偏置電流忽略不計。R6和R13阻值選取，應參考TL431內(nèi)部1腳的偏置電流，流過R6和R13的電流應該10倍于TL431內(nèi)部1腳的偏置電流，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下盡量減小功耗。輸出用了光電耦合器U4把控制電路和主電路隔離，防止主電路干擾控制電路，R4和