太阳能发电系统逆变器设计及制作实训实验课件

太阳能发电系统逆变器设计及制作实训实验课件一、实验目的：1、了解太阳能光伏控制器的原理；2、了解控制器的设计过程；3、了解控制器PCB板的制作过程；4、了解控制器的焊装及调试二、实验设备计算机线路板雕刻机焊台数字万用表三、实验注意事项实验中注意严格遵照设备使用说明操作，逆变器输出为220VAC，注意安全；四、实验原理由于太阳电池产生的电是直流电，因此若需提供电力给家电用品或各式电器则需加装直/交流转换器，即光伏逆变器，将直流电转换成交流电，才能供电至家庭用电或工业用电。SG3524它是美国硅通用公司（SiliconGeneral）生产的双端输出式脉宽调制芯片，包括了所有无电源变压器开关电源所要求的基本功能，如控制、保护、取样放大等功能，使用方便灵活，同时在制造上采用常规的平面工艺。SG3524可为脉宽调制式推挽、桥式、单端及串联型SMPS（固定频率开关电源）提供全部控制电路系统的控制单元。由它构成的PWM型开关电源的工作频率可达100kHz，适宜构成100－500W中功率推挽输出式开关电源。

SG3524采用是定频PWM电路，工作电源电压范围8V~35V，DIP－16型封装，管脚排列如图9所示。SG3524的主要部分说明如下：（1）基准源。SG3524从⑩脚输出5V基准电压，输出电流可达20mA，片内除“或非”门外，其他部分均由其供电，此外该电压还兼作误差放大器的基准电压。基准源的电压输入范围为8～40V，电压调整率为0.01％，负载调整率为0.4％，温度系数为2×10(-4)/℃，内设过电流和短路保护。（2）误差放大器。SG3524片内误差放大器由一对差分放大器和一级单管放大电路等组成，开环增益60dB以上，输出阻抗为5MΩ。放大器由5V电压供电，其共模输入电压范围为1.8～3.4V，需要将输入基准电压分压送至误差放大器①脚（正电源电压输出）或②脚（负电源电压输出）。为使放大器能稳定工作，一般在⑨脚对地之间接入RC网络，RC网络的电阻和电容的值可分别取50kΩ和1000pF，以补偿系统的相移和频响特性。SG3524无专门的死区时间控制端子，而是靠基准电压分压至误差放大器的⑨脚，通过限制⑨脚的高电平数值来控制死区，为了不影响片内性能，可在⑨脚与分压端之间串联二极管，使⑨脚电位低于分压端电压时分压电路不起作用。（4）控制关闭端。误差放大器的输出端受片内关闭电路晶体管的控制，利用外部电路控制晶体管的导通与截止即可控制输出脉冲的工作与关闭。⑩脚为控制晶体管基极的输入端子。利用563524的控制关闭功能可实现电源的软启动和过电压保护等。（5）电流限制电路。电流限制电路采用单管放大工作方式，其基极预先加一定偏置电压，当电流检测输入正端（④脚）和负端（⑤脚）之间电位差大于200mV时，放大器使⑨脚电位下降迫使输出脉冲宽度变窄，限制电流的增加。该电路的共模输入电压范围为±IV，因而可以从地线回路中取得过电流信号。因电流限制电路增益较低，控制脉宽时存在较大的过渡区，电流开始限制值与实际工作值相比应有一定的裕量，利用该电路可限制主变换器的输入电流（输入与输出电气不隔离时），同时将⑤脚接地，④脚可作为附加关闭输入端子。（6）比较器。锯齿波的电压与误差放大器的输出电压经比较器比较，当锯齿波电压高于误差放大器输出电压时，比较器输出高电平，“或非”门输出低电平，使输出晶体管截止；反之，锯齿波电压低于误差放大器输出电压时，比较器输出低电平，使输出晶体管导通。（7）触发器。经触发脉冲触发，触发器两输出端分别交替输出高低电平，以控制输出级“或非”门的输入端。两个“或非”门各自的三个输人端分别受触发器、振荡器和比较器（脉宽调制器）的输出脉冲控制。（8）输出晶体管。它是由两个中功率NPN型晶体管构成，每管的集电极和发射极都单独引出，其中还包含抗饱和电路和过电流保护电路，每管可输出100mA电流。五、实验内容1、设计一简易太阳能蓄电池充放电控制器，绘制出原理图和PCB板图；2、利用线路板雕刻机制作控制器P