C2000 Systems and Applications Team
Manish Bhardwaj and Bharathi Subharmanya
摘要
这份应用报告早仔细检查了太阳能学习套件硬件并解释了使用此套件的光伏（PV)逆变器的控制设计.
内容2 然悉套件 简介4 使用太阳能学习套件的PV系统 20 55 硬件细节 软件. 226 26
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TMDSSOLAR(P/C)EXPKIT....2 太阳能学习套件概述. 24 太阳能学习套件上的宏区块 具有MPPT功率级的升压 DC-DC单相位 65 具有MPPT控制图的升压. 86 DC-DC 电池充电 Sepic功率级 具有MPPT控制图的电池充电.. 87 8 单相位全桥逆变器功率级 10 69 10 调制机制 初级电流 12 1311 短接电网 1312 同步降压升压 1413 14 增益曲线 使用C2000PWM时的切换图.. 15 1515 PV仿真器表曲线. 光传感器电池板. 16 1716 17 DC连接电容器和DC总线上的纹波 1918 DC-DCPV街道照明 2020 19 PV电网连接逆变器. 具有电池充电的PV街道照明的控制， 21 2121 PV电网连接逆变器的控制.. 2222 23 PV关闭电网逆变器系统.. 具有C2000MCU的太阳能学习套件方框图（不同器件的连通性外设不有所不同，其中包括以太 22网，USB，控制器局域网（CAN）.串行外设接口（SPI等等） 太阳能学习跳线和连接器. 24 2524 25 PV逆变器软件结构(i)主环路(i)逆变器级ISR(ii) DCDC升压级ISR. . 2726 具有MPPT软件图的DC-DC1ph升压...
C2000 Piccolo. Concerlo are trademarks of Texas Instruments. Al other rademarks are the property of their respective owners.
27 针对具有电网连接的DC-AC的闭环路电流控制 2928 针对升压和逆变器集成的时序图.29 PV逆变器的完全控制机制.. 32
PV仿真器表. 171 2 资源映射：PWM，模数转换器（ADC），通用输入输出（GPIO），Comms 23太阳能学习电路板上的跳线和连接器. 25
简介
此太阳能学习套件，TMDSSOLAR（P/C)EXPKIT，（请见图1）提供了一个灵活的低压平台以评估C2000TM微控制器系列器件，此系列器件用于多种PV和太阳能电源应用.
图1.TMDSSOLAR(P/C)EXPKIT
WARNING
这个EVM只运行于实验室环境，并且TI不将其视为适合于普通消费者使用的已完成的最终产品.
这个EVM只能由具有资质的工程师和技术人员使用，这些专业人员熟悉 与处理高压电气和机械组件、系统和子系统相关的风险.
如果处理或应用不当，这个设备的运行电压和电流会导致电击、火灾危害和人身伤害.在使用设备时，必须小心并采取必要的保护措施以避免人身伤害或财产损失.适当行为
在为主板和/或仿真供电前，用户有责任确认已明确和理解电压和隔离要求.加电时，不应触碰EVM和连接到EVM的组件.
2 熟悉套件
2.1套件内容
此套件提供两个部件号：TMDSSOLARPEXPKIT和TMDSSOLARCEXPKIT.TMDSSOLARPEXPKIT在出厂时包含F28035MCU controlCARD，它是PiccoloTM系列（C2000MCU产品线）的部件，而TMDSSOLARCEXPKIT在出厂时包含F28M35xcontrolCARD，它是ConcertoTM系列产品的部件. Concerto器件是完全不同的双核器件，其中的一个，C28x内核，处理功率级的控制，而另外一个内核（ARM内核）处理诸如USB，以太网的通信.
此套件包含：
F28M3H52C controlCARD(TMDSSOLARCEXPKIT)F28035controlCARD(TMDSSOLARPEXPKIT) 太阳能开发基板20V2A电源香蕉插头线缆（已安装在电路板上） 50W24Vac灯泡USB-B至A线缆微型USB至A线缆
为了进行快速演示，此controlCAD通过闪存进行了预先存储以与各自的图形用户接口（GUI)一同运行.通过controlSUITE提供针对此套件的全部软件项目.
2.2 套件概述
通常被称为太阳能板或光伏（PV)电池板板是一个具有非线性电压与电流间关系特点的直流（DC）电源.
多种电源拓扑结构被用来调节来自PV电源的功率，这样它可被用在多种应用中，例如为电网供电（PV逆变器）以及为电池充电.德州仪器（TI）C2000微控制器系列产品，借助于它的增强型外设集和已针对控制任务优化的CPU内核，非常适合于这些功率转换应用.
图2中显示的太阳能学习套件具有不同的功率级，这些功率级使得此套件可用于这些太阳能应用中.到这个 太阳能开发套件的输入是一个20V直流（DC）电源，此电源为控制器和支持电路供电.可将一个50W太阳能电池板连接至此电路板（典型值Vmpp17V，Pmax50W）.然而，为了快速演示太阳能电池板的电源处理，一个PV仿真器功率级与其它被需要用来处理太阳能电池板电源的其它功率级一起被集成在电路板上. 使用一个集成在电路板上的Piccolo-A器件减轻了控制器的负担，此控制器被用来控制PV板的太阳能调节电路控制.
因此，此电路板使用2个C2000控制器，一个出现在基板上的专用Piccolo-A器件并被用来控制PV仿真器级.DIMM100controlICARD上的器件被用来控制DC-DC升压，DC-AC和DC-DC单端初级电感转换器(Sepic）级.
图2.太阳能学习套件概述
由于PV是依赖光照的能源，在电路板上集成了一个光传感器，它可被用来根据不同的光照条件来改变此电池板的运行方式.
3 套件上的功率级
为了启用简单调试，单个功率级的输入和输出可由接线端子或香蕉插头提供.借助于这个硬件中基于宏的方法，有可能使用太阳能学习套件实现不同的PV系统.
3.1宏位置和命名方法
图3显示了出现在电路板上的不同功率级块和宏的位置.
TMDSSOLAREXPL套件主电路板[Main]-由controICARD插槽、光传感器、中继、通信、仪表（用于DAC）和宏与controICARD间的信号通路组成.这取决于系统配置），并将其升压.这个块具有必要的输入感测以执行MPPT.逆变器单相位[M2]-DC-AC宏接受一个DC电压并使用一个全桥单相逆变器来生成一条正弦波.因此， 输出滤波器过滤高频，从而在输出上生成一条平滑的正弦波.具有MPPT电池充电的SepicDC-DC[M3]-DC-DC宏接受来自PV电池板的DC输入并被用来为电池 充电.sepic级提供为电池充电时所必须的降压和升压功能.同步降压升压DC-DC板EMU[M4]-DC-DC宏接受来自DC电源接入宏的DC输入（典型值20V）并用它来生成PV电池板仿真器输出.此模块感测输出电压和电流，此感测可仿真此电池板的电压与电流 间的关系特性.Pic-A微型USBEMU[M5]-这是一个具有TMS320F28027微控制器和JTAG仿真器的宏，被用来控制DC-PwrEntryVinSw12V5V3V3[M6]-DC电源接入，被用来从套件的20VDC电源为电路板生成 和调试M4级.12V，5V和3.3V电压.这个宏还为板载电池板仿真器，M4，供电.ISOUSB转JTAG[M7]-到主电路板的JTAG连接.
J1.同样地，[Main]-J1是指位于任一已定义宏区块之外的主电路板上的跳线J1. 命名方法：组件参照方框内的宏编号，之后是组件标签指示符.例如，[M3]-J1是指位于宏M3内的跳线
