【KinetisV2.2核心板申请】+毕业设计

常青-352632

(1）申请理由：毕业设计---太阳能充放电系统和并网发电光伏逆变器
 我从前年开始学习ARM-CortexM0内核，现在正在学习ARM-CortexM3内核，很想了解和学习下ARM-CortexM4，特别是ARM-
CortexM4内核上的dsp功能。

我现在大四了，希望能够申请一块做明年的毕业设计。
1、我之前使用过恩智浦和意法的CortexM0内核的ARM，曾经用ARM-CortexM3内核做过液晶图形界面，我想使用CortexM4做一个太阳能充放电系统，利用CortexM4内部的dsp功能，设计太能能逆变电路，制作一个太阳能充放电电路，同时可有液晶屏手动控制其充电与放电过程，并且可以进行手动调节充电和放电的参数。
2、光伏发电的并网运行逆变器，不仅具有较高的效率和畸变小的输出电流波形，而且在电网断电的情况下能够单独运行，具有一定的推广应用前景。并网发电光伏逆变器的设计要求 摘要提出了并网发电所需的  1 小型光伏并网电站应具备的性能光伏电站并网运行，对逆变器提出了较高的要求。这些要求如下：
 
① 要求逆变器输出正弦波电流。光伏电站回馈给公用电网的电力，必须满足电网规定的指标，如逆变器的输出电流不能含有直流分量、逆变器输出电流的高次谐波必须尽量减少、不能对电网造成谐波污染等。
②要求逆变器在负载和日照变化幅度较大的情况下均能高效运行。光伏电站的能量来自太阳能，而日照强度随气候而变化，这就要求逆变器能在不同的日照条件下均能高效运行。
③要求逆变器能使光伏阵列工作在最大功率点。太阳能电池的输出功率与日照、温度、负载的变化有关，即其输出特性具有非线性特性。这就要逆变器具有最大功率跟踪功能，即不论日照、温度等如何变化，都能通过逆变器的自动调节实现阵列的最佳运行。
④要求逆变器具有体积小、可靠性高等特点。对于家用的光伏电站，其逆变器通常安装在室内或壁挂于墙上，因此对其体积、重量均有限制。另外，对整机的可靠性也提出较高的要求。由于太阳能电池的寿命均在20 年以上，因此其配套设备的寿命也必须与其相当。
⑤要求在市电断电状况下逆变器在有日照时能够单独供电。
正弦波电压型逆变器的实现
光伏发电并网运行时的电路原理如图2 所示。 Up 为逆变器输出电压，Uu 为电网电压，R为线路电阻，L 为串联电抗器，
Iz 则为回馈电网的电流。为保证回馈功率因数为1，回馈电流的相位必须与电网电压的相位一致。以电网电压Uu为参考，
则Iz 与Uu 同相位，其矢量图如图3 所示。内阻R 两端的电压UR 与电网电压相位一致，而电抗器两端电压UL 的相位则落
后于UR90º.由此可以求得UP 的相位和幅值：
 
其中ω为公用电网角频率。实际电路中，Uu 的相位、周期和幅值由电压传感器检测得到。由于在实际系统中R 是很难得
到的，因此回馈电流Iz 的相位必须采用电流负反馈来实现，回馈电流Iz 的相位角的参考相位即为公用电网相
位。用电流互感器随时检测Iz，确保Iz 与电网电压相位一致，以实现功率因数为1 的回馈发电。
 
 实用的光伏发电并网运行专用逆变器结构如图 所示。逆变器主电路功率管采用IGBT，容量为50A、600V，型号为
2MBI50N-060 。隔离驱动电路采用东芝公司生产的TLP250。逆变器的控制部分由微处理器完成。主控芯片采
用KinetisV2.2,其内含dsp，。三相波形发生器的每相均能输出两路死区时间可以设定的PWM 信号。这就给逆变应用场合
提供了很多便利。微处理器主要完成电网、相位实时检测、电流相位反馈控制、光伏阵列最大功率跟踪以及实时正弦波脉
宽调制信号发生，其工作过程如下：公用电网的电压和相位经过霍尔电压传感器送给微处理器的A/D 转换器，微处理器将
回馈电流的相位与公用电网的电压相位作比较，其误差信号通过PID 调节后送给PWM 脉宽调制器，这就完成了功率因数为
1 的电能回馈过程。微处理器完成的另一项主要工作是实现光伏阵列的最大功率输出。光伏阵列的输出电压和电流分别由
电压、电流传感器检测并相乘，得到阵列输出功率，然后调节PWM 输出占空比。这个占空比的调节实质上就是调节回馈电
压大小，从而实现最大功率寻优。 当Up 的幅值变化时，回馈电流与电网电压之间的相位角φ也将有一定的变化。由于电
流相位已实现了反馈控制，因此自然实现了相位与幅值的解耦控制，使微处理器的处理过程更简便。另外，光伏发电并网
运行还必须考虑公用电网停电时的工作状况。常规的光伏发电并网系统，在公用电网停电时则停止逆变器工作。若在白天
，其实光伏阵列仍能继续发电。
 
其工作原理如下：当公用电网断电时，电网侧相当于短路状态，此时并网运行的逆变器将由于过载而自动保护。当微处理
器检测过载时，除封锁SPWM 信号外,还将断开继电器RE，此时若光伏阵列有能量输出，逆变器将在单独运行状态下运行。
单独运行时控制相对简单，即为交流电压的负反馈状态，微处理器通过检测逆变器输出电压并与参考电压（通常为220V）
比较，然后控制PWM 输出占空比，实现逆变和稳压运行。当然，单独运行的前提是光伏阵列在当时能够提供足够的功率。
若负载太大或日照条件较差，则逆变器无法输出足够的功率，光伏阵列的端电压即会下降，从而使输出交流电压降低而进
入低压保护状态。当电网恢复供电时，将自动切换至回馈状态。

 （2）是否需要JLINK：
手头没有 ，需要，
 （3）对核心板的意见或者建议：
建议在核心板上加入usb下载模块，可以直接使用USB下载。

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