浅谈嵌入式软件系统设计中的正交性

嵌入式软件系统设计领域存在“正交”的思想。本文结合实际项目经验,总结了软件系统正交化的方法,同时较全面地分析了正交性给嵌入式软件设计带来的诸多方便,最后回顾“正交”思想对不同自然科学领域的积极影响与启发。     

一种高效的非线性电网数字锁相环

可实施电流开环控制的本质电流源拓扑的并网逆变器,对锁相精度和动态响应的要求比电流闭环控制的并网逆变器的要求更高,因此提出一种适用于新能源并网的高速、高精度的软件锁相算法.通过构造旋转坐标系,将数字鉴相器及数字滤波器的时域差分方程转化为旋转坐标系下低频脉动的频域量,并采用等效于滑模控制的分象限变步长的Bang-Bang控制,实现对电网电压相位的快速锁定.数控振荡器采用基于内部模型的增量式算法,保证对电网电压的频率的高精度锁定.用Lyapunov方法分析了该算法的稳定性及收敛条件,讨论了算法的优点与推广应用.     

软开关交错反激光伏并网逆变器

提出一种应用于单个光伏组件的软开关交错反激并网逆变器拓扑及其软开关控制策略。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开关管关断电压尖峰;提出基于数字处理器的反激变换器变开关频率谐振软开关控制策略,实现了开关管的零电压开通,同时改善了逆变器的电磁兼容特性;提出的交错并联反激逆变器有助于减小变压器和滤波器的体积,提高功率密度。详细分析变换器的工作原理,分析变开关频率谐振软开关控制方式的原理和实现条件,最后进行实验验证。     

单级式光伏并网逆变器的无电流检测MPPT方法

提出一种单级式光伏并网逆变器的无电流检测最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)方法。研究光伏组件、输入滤波电容和并网逆变器之间的能量耦合关系,通过使得连续两个并网功率周期的逆变器输出功率相等,通过计算输入滤波电容电压的变化值,获得光伏组件输出功率的变化方向,实现了无电流检测的MPPT。划分光伏组件的3种工作区域,详细分析系统在各工作区域的稳定性,并给出具体的扰动准则。搭建200W的实验样机,实验结果充分证明了提出的控制方法的可行性和有效性。     

高效率高增益Boost-Flyback直流变换器

提出一种基于Boost拓扑与反激拓扑有机组合思想的Boost-Flyback变换器,Boost环节与反激环节共用输入支路,使电感一变压器的漏感能量得以利用,消除了漏感损耗,并实现了开关管电压钳位,减小了开关管电压应力;Boost与反激环节的输出支路串联,实现了高电压增益;Boost-Flybaek变换器输入并联输出串联,进一步提高了变换器的电压增益,同时减小了输入输出电压及电流纹波。提出新拓扑的DCM-ZVS工作模式控制方法,并在开环方式下实现了输出功率的控制。详细分析拓扑的工作原理、电压增益特性及控制方法。通过230W30V／380V的实验样机验证理论分析的有效性。     

单级式光伏并网逆变器的快速MPPT方法

分析单级式光伏并网发电系统中光伏组件、滤波电容及并网逆变器之间的能量耦合关系,把光伏组件的P-V曲线划分为非稳定区、稳定区和滑模变结构区,并给出判别区域的方法。通过理论分析和计算推导,利用其三者之间的耦合关系,可仅根据滤波电容电压的变化,精确给出并网逆变器下一个功率周期的输出功率给定值,在一个功率周期内解除滤波电容与并网逆变器和光伏组件之间的能量耦合关系,优化MPPT的动态过程。提出的方法在系统启动及光伏组件输出功率发生剧烈变化的动态过程尤其适用。通过一台180W的单级并网逆变器样机实验验证理论分析的正确性。