1. Коррекция коэффициента мощности (PFC)
Коррекция коэффициента мощности (PFC) предназначена для улучшения коэффициента мощности энергосистемы, снижения реактивной мощности и повышения эффективности использования мощности. Существует два распространенных алгоритма PFC: управление в режиме среднего тока и управление в режиме пикового тока.
Управление в режиме среднего тока регулирует рабочий цикл ШИМ в целях коррекции, определяя среднее значение входного тока и сравнивая его с эталонным значением. Этот метод позволяет эффективно уменьшить гармонические составляющие тока и улучшить качество входного тока.
С другой стороны, управление режимом пикового тока регулирует рабочий цикл ШИМ, определяя пиковое значение тока и сравнивая его с опорным значением. По сравнению с управлением в режиме среднего тока, управление в режиме пикового тока имеет более быстрое время отклика, но более чувствительно к шуму.
2. Резонансный преобразователь ООО
Резонансный преобразователь LLC представляет собой разновидность высокоэффективного преобразователя постоянного тока, который широко используется в промежуточной цепи фотоэлектрического инвертора. Резонансный преобразователь LLC использует резонансную сеть (состоящую из индуктора L и конденсатора C) для реализации мягкого переключения, что снижает потери при переключении и повышает эффективность преобразования.
Управление частотой: Резонансный преобразователь LLC обычно использует метод управления частотой, т. е. контролирует выходное напряжение путем регулировки частоты переключения. Основная задача ЦСП — реализация высокоточного алгоритма управления частотой, обеспечивающего стабильную работу резонансного преобразователя в различных условиях нагрузки.
Управление в режиме тока также используется в резонансных преобразователях LLC для регулировки частоты переключения путем обнаружения резонансного тока и сравнения его с эталонным значением. Этот метод позволяет лучше справляться с изменениями нагрузки и улучшить динамический отклик системы.
3. BUK-конвертер
Преобразователь BUCK — это понижающий преобразователь постоянного тока, который обычно используется для регулирования напряжения в фотоэлектрических системах. Его алгоритм управления в основном включает в себя управление режимом напряжения и режимом тока.
Управление режимом напряжения регулирует рабочий цикл ШИМ для поддержания стабильного выходного сигнала, определяя выходное напряжение и сравнивая его с заданным значением. Этот метод прост в реализации, но реакция на изменения входного напряжения и нагрузки происходит медленно.
Управление в режиме тока регулирует рабочий цикл ШИМ, определяя ток дросселя и сравнивая его с заданным значением. По сравнению с управлением в режиме напряжения, управление в режиме тока может быстрее реагировать на изменения входного напряжения и нагрузки, улучшая динамические характеристики системы.
4. БУСТ-конвертер
Преобразователь BOOST — это преобразователь постоянного тока повышающего типа, используемый для повышения низкого напряжения фотоэлектрического элемента до напряжения постоянного тока, необходимого инвертору. Его алгоритм управления аналогичен алгоритму преобразователя BUCK и в основном состоит из управления режимом напряжения и управления режимом тока.
Управление режимом напряжения регулирует рабочий цикл ШИМ для поддержания стабильного выходного сигнала, определяя выходное напряжение и сравнивая его с заданным значением. Хотя реализация проста, скорость ответа относительно низкая.
Управление в режиме тока регулирует рабочий цикл ШИМ, определяя ток дросселя и сравнивая его с заданным значением. Преимущество заключается в быстрой скорости реакции, которая позволяет лучше справляться с изменениями входного напряжения и нагрузки.
5. Фазовый полный мост (ПСФБ).
Полномостовой преобразователь с фазовым сдвигом (PSFB) представляет собой высокоэффективный преобразователь постоянного тока, широко используемый в фотоэлектрических инверторах большой мощности. Его основной особенностью является реализация мягкого переключения и снижение потерь при переключении за счет управления фазовым сдвигом.
Управление фазовым сдвигом является ядром преобразователя PSFB, которое контролирует выходное напряжение, регулируя разность фаз плеч моста. DSP должен реализовать сложные алгоритмы управления фазовым сдвигом, чтобы гарантировать стабильную работу преобразователя в различных условиях нагрузки.
Управление токовым режимом также может быть применено к преобразователю PSFB для регулировки угла сдвига фазы путем определения тока и сравнения его с заданным значением. Такой подход улучшает динамический отклик и стабильность системы.
6. Инверторное управление
Основная функция инвертора — преобразование мощности постоянного тока в мощность переменного тока для подачи в сеть или нагрузку. Общие алгоритмы управления инвертором включают SPWM (широтно-синусоидальную импульсную модуляцию), SVPWM (широтно-пространственно-векторную импульсную модуляцию) и многоуровневое управление.
Управление SPWM генерирует сигнал ШИМ путем сравнения синусоидального опорного сигнала с высокочастотным несущим сигналом для преобразования постоянного тока в переменный. Задача DSP при этом состоит в том, чтобы генерировать высокоточный сигнал SPWM и корректировать его в реальном времени.
Управление SVPWM генерирует сигналы ШИМ методом пространственного вектора. По сравнению с управлением SPWM, SVPWM может более эффективно использовать напряжение постоянного тока и повысить выходную эффективность инвертора. DSP должен реализовать сложный алгоритм SVPWM, чтобы обеспечить эффективный и стабильный выходной сигнал инвертора.
Многоуровневое управление широко используется в многоуровневых инверторах для достижения более высокого выходного напряжения и снижения гармонических искажений за счет методов многоуровневой модуляции. DSP необходимо координировать управление несколькими каскадными модулями, чтобы обеспечить общую производительность и стабильность системы.
7. Важные технологии управления звеном
В дополнение к вышеуказанным базовым алгоритмам управления при разработке DSP для фотоэлектрических инверторов используются некоторые важные методы управления, такие как управление ANPC, управление DPWM, управление слабой сетью и определенные методы устранения гармоник.
Управление ANPC (активное ограничение средней точки) — это высокоэффективный многоуровневый метод управления инвертором, который обеспечивает более высокое выходное напряжение и более низкие гармонические искажения за счет активных элементов ограничения. DSP должен реализовать алгоритм ANPC, чтобы обеспечить эффективную и стабильную работу системы.
Управление DPWM (широтно-импульсной модуляцией) реализует управление ШИМ посредством цифровой обработки сигнала. По сравнению с традиционным аналоговым ШИМ, DPWM имеет более высокую точность и стабильность. DSP должен реализовать высокоточный алгоритм DPWM, чтобы обеспечить эффективную работу инвертора.
Управление слабой сетью: в условиях слабой сети, где напряжение сети сильно колеблется, фотоэлектрический инвертор должен иметь более высокую защиту от помех, а DSP должен реализовать сложные алгоритмы управления слабой сетью, чтобы обеспечить стабильную работу системы во время работы сети. колебания.
Специальная технология устранения гармоник устраняет гармонические компоненты в выходном напряжении с помощью специальных алгоритмов для улучшения качества электроэнергии. DSP должен реализовать точные алгоритмы анализа и устранения гармоник, чтобы гарантировать чистоту выходного напряжения.