基于TI_WEBENCH:registered: Designer_微逆变器供电方案的设计-电路方案

文章概要: 一、微逆变器介绍 二、WEBENCH:registered: Designer 简介与快速入门 三、WEBENCH:registered: Designer微逆变器供电系统设计 四、WEBENCH:registered: Designer微逆变器供电系统设计总结 一、微逆变器介绍 随着能源短缺，光伏发电越来越成为一种具有非常潜力的新型替代能源。相对石油，太阳能光伏发电近乎0碳排放。显然这能大大缓解全球碳排放造成全球气候变暖的问题。而光伏发电系统主要分类有两种:第一种集中式逆变器组成发电系统，第二种也就是本文讲到的微逆变器发电系统。 前者通常是高电压多组件串联供电应用于大型的发电系统。后者单组件的微逆变器并联工作。相比集中式逆变器发电系统而言，单个组件的微逆变器效率更高，系统可靠性更加高并维护方便，由于是并联工作消除了集中式由于阴影遮挡、光伏板组件差异、系统整体效率低下等等各种不利因素。所以微逆变器有更高的效率，通常能达到是95%以上。 而本文主要阐述如何用TI的WEBENCH:registered: Designer软件对微逆变器的供电系统的设计。 图1微逆变器的外观图 1. 微逆变器设计框图（控制结构） 本微逆变器设计采用了交错反激的并网逆变器结构及其软开关控制策略。 并针对反激变压器漏感问题，提出漏感能量吸收回馈电路，实现了反激变换器漏感能量吸收再利用， 并实现了开关管漏源电压的钳位，提高了变换效率同时降低了MOS开关管关断电压尖峰。 微型逆变器主要工作原理是将光伏电池板的直流电流直接转换为成交流电流。 本工程设计微变器额定功率为250瓦，输入电压范围在19 VDC至50 VDC内，最大开路电压为55V。 图2微逆变器设计框图 2. 微逆变器设计的功能: 峰值效率:95％ 最大功率点跟踪:99.5％ 最大输出功率:216W 电网电压范围（230 VAC）:210 VAC-264 VAC 输入电压范围:19VDC-50VDC 电气隔离 支持无线通信 3. 微逆变器供电系统结构图 图3微逆变器供电系统结构图 4. 微逆变器主要芯片供电分析 从微逆变器供电结构图发现主要有以下10块 P V 电压检测AMC1200dub +3.3v，+5v。（芯片供电，以下类推） 反激电流检测opa2171*2路+5v。 反激电压检测opa2171+5v. 电网电压检测opa2171+3.3v 电网过零检测LMV7235+3.3v 电网电流检测opa2171+3.3v电流传感器(ACS712ELCTR-05B 供电+5V) 全桥温度检测LM61+3.3v 反激变换驱动iso7240 SM72295+3.3v,+5v,+12v 全桥驱动ucc2734+3.3v 微控制器DSP28035+3.3vADC 基准2.5v 综合分析主要供电有以下几路，2.5v，3.3v，5v，12v。 为减少干扰，供电驱动与系统控制采用独立的供电。供电系统结构如图4 图4微逆供电结构图 那么接下来对各路供电电流进行一个统计计算: +2.5v 首先是+2.5v电流查DSP数据手册ADC基准供电电流2ma，可能有多路基准额定给了20ma +3.3vDSP28035 供电3.3v电流查数据手册得到最大一般是135ma 而其它各路放大器以及3,3V供电回路大概是20ma足够再加上基准20ma. 所以3.3V供电电路=135+20+20=177ma，放一定余量后，3.3v额定电流设为350ma。 +5v从供电结构图可以看到5V供电电路需要加上3.3v 350ma，额定电流设定为500ma足够。 +12v系统控制12v，其负载为+5V.所以为:500ma<额度电流<1都可以，设定为1A +12v反激驱动+全桥驱动额定电流也设置为1A。 有了这些数据那么接下来可以用WEBENCH:registered: Designer设计这个微逆变器供电电路了。在设计之前，先简单介绍下WEBENCH:registered: Designer的使用。 二、 WEBENCH:registered: Designer 简介与快速入门 简介:WEBENCH:registered: Designer是TI公司一款网页版本的小功率电源设计软件，它能生成单个电源芯片的原理图，PCB，以及元器件表格，和仿真文件，可供设计者下载本地。同时它还可以设计滤波器、LED驱动电源、FPGA和微处理器电源，ADC的基准电源、时钟、传感器、接口等共8个分类。每个总类还有细分功能，非常丰富，另外WEBENCH:registered: Designer 还可以编辑绘制原理图，不过WEBENCH:registered: Designer主要功能还是小功率电源设计，本节主要是通过一个单负载输出的方案，带你快速入门WEBENC