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3000W光伏并网逆变器软件总体技术方案一、DSP控制方案1、采用双DSP控制方案：控制板的核心控制芯片采用美国TI公司的280X系列DSP芯片TMS320F2808PZS(温度范围为-40°C~+125°C)。2、主DSP控制板实现的主要功能如下：主控DSP实现功能：前级BOOST、后级逆变控制、MPPT算法、锁相、模拟量采样、定时器管理、散热管理、输入输出逻辑管理、交直流量的计算、故障管理、IO口管理、I2C管理、开关机管理、485通讯管理、232通讯管理、LCD显示管理、绝缘阻抗检测及相关保护等功能。(1)模拟量检测：完成输出滤波电感电流IL、电网电压V_grid、Boost母线电压Vbus、电池电压Vpv、电池电流Ipv、散热器温度V_temp、绝缘阻抗检测V_R、漏电流检测I_leak、逆变器输出电压Vout_inv、1.5V参考电压、2.048V参考电压等11路模拟量的检测。(2)数字控制：完成MPPT、BOOST、全桥逆变电路的PWM控制、锁相功能。(3)IO控制与检测：完成输出继电器等的控制、绝缘阻抗继电器控制、正常灯与故障灯的控制、LCD显示功能控制、RS485的接收/发送控制功能。(4)保护功能（待定）：完成母线过欠压、散热器过热，输出过流，电网过欠压、电网过欠频、LN短路、漏电流过大、绝缘阻抗过小、PV过压、PV过流、输入过功率、E2PROM读写错误、绝缘阻抗检测继电器故障、输出继电器故障、直流分量过大、一致性故障、SCI232通讯故障、DC传感器故障、CFCI故障、未连接电网故障、孤岛检测。；(5)LCD显示及驱动控制：IO口驱动(6)EEPROM读写（存储数据待定）：完成ADC通道校正系数读写、系统配置信息读写、事件记录信息读写功能，I2C通讯。(7)RS485通讯：模块与后台通讯。(8)RS232通讯：DSP之间通讯3、从DSP控制板实现的主要功能如下：两路RS232通讯管理、相关保护功能二、控制板硬件方案a)电源方案由辅助电源板（输入为PV电压）给控制板提供正负12V电压。在控制板上将+12V再转换为以下各种电源：3.3V（开关稳压，L5973）；2.048V（专用芯片稳压，REF3020AIDBZ）；1.8V（LM1117线性稳压）。注：通讯电路的5V电源经12V由7805芯片完成。b)主DSP资源划分方案DSP资源功能1功能2功能3功能4管脚号TDI73TMS74TCK75TDO76EMU080EMU181TRST84XRSM706R78XCLKOUT66X188X286CLKIN20M晶振90ADCLO24ADCRESEXT38ADCREFP37ADCREFM36ADCREFIN2.048V35ADCINA0I_L23ADCINA1V_GRID22ADCINA2V_BUS_BOOST21ADCINA3V_PV20ADCINA4I_PV19ADCINA5V_TEMP18ADCINA6V_R_ISO17ADCINA7I_LEAK16ADCINB0V_INV27ADCINB1V_REF_1.528ADCINB2V_REF_2.04829ADCINB330ADCINB431ADCINB532ADCINB633ADCINB734GPIO0EPWM1A（逆变）47GPIO1EPWM1B（逆变预留）SPISIMOD44GPIO2EPWM2A（boost）45GPIO3EPWM2BSPISOMID48GPIO4EPWM3A(DA口)51GPIO5EPWM3B（DA口）SPICLKDECAP153GPIO6（清PWM）EPWM4AEPWMSYNCIEPWMSYNCO56GPIO7（LCDA/Vee）EPWM4BSPISTEDECAP258GPIO8（RS）EPWM5ACANTXBADCSOCAO60GPIO9（R/W）EPWM5BSCITXDBECAP361GPIO10（EN）EPWM6ACANRXBADCSOCBO64GPIO11（RED）EPWM6BSCIRXDBECAP470GPIO12（485CTR）TZ1CANTXBSPISIMOB1GPIO13（RELAY3）TZ2CANRXBSPISOMIB95GPIO14TZ3SCITXDBSPICLKB8GPIO15TZ4SCIRXDBSPISTEB9GPIO16（DB0）SPISIMOACANTXBTZ550GPIO17（DB1）SPISOMIACANRXBTZ652GPIO18（DB2）SPICLKASCITXDB54GPIO19（DB3）SPISTEASCIRXDB57GPIO20（DB4）EQEP1ASPISIMOCCANTXB63GPIO21（DB5）EQEP1BSPISOMICCANRXB67GPIO22（DB6）EQEP1SSPICLKCSCITXDB71GPIO23（DB7）EQEP1ISPISTECSCIRXDB72GPIO24ECAP1（ZERO_GRID）EQEP2ASPISIMOB83GPIO25ECAP2（ZERO_IL）EQEP2BSPISOMIB91GPIO26（I_PV_PRO）ECAP3EQEP2ISPICLKB99GPIO27（RELAY_ISO）ECAP4EQEP2SSPISTEB79GPIO28SCITXDATZ592GPIO29SCIRXDATZ64GPIO30（RELAY1）CANTXA（预留）6GPIO31（GREEN_LED）CANRXA（预留）7GPIO32SDA（EEPROM）EPWMSYNCIADCSOCAO100GPIO33SCL（EEPROM）EPWMSYNCOADCSOCBO5GPIO34EEPROM写保护43C）从DSP资源划分方案DSP资源功能1功能2功能3功能4管脚号TDI73TMS74TCK75TDO76EMU080EMU181TRST84XRSM706R78XCLKOUT66X188X286CLKIN20M晶振90ADCLO24ADCRESEXT38ADCREFP37ADCREFM36ADCREFIN2.048V35ADCINA0I_L23ADCINA1V_GRID22ADCINA2V_BUS_BOOST21ADCINA3V_INV20ADCINA4I_OUTPUT_DC19ADCINA5V_TEMP18ADCINA6V_R_ISO17ADCINA7I_LEAK16ADCINB0V_INV27ADCINB1V_REF_1.528ADCINB2V_REF_2.04829ADCINB330ADCINB431ADCINB532ADCINB633ADCINB734GPIO0EPWM1A（RESERVED）47GPIO1EPWM1B（RESERVED）SPISIMOD44GPIO2EPWM2A（boost）45GPIO3EPWM2B（RESERVED）SPISOMID48GPIO4EPWM3A(DA口)51GPIO5EPWM3B（DA口）SPICLKDECAP153GPIO6EPWM4A（RESERVED）EPWMSYNCIEPWMSYNCO56GPIO7EPWM4B（RESERVED）SPISTEDECAP258GPIO8EPWM5A（RESERVED）CANTXBADCSOCAO60GPIO9EPWM5B（RESERVED）SCITXDBECAP361GPIO10（RED_LED）EPWM6ACANRXBADCSOCBO64GPIO11（CLOSE）PR）EPWM6BSCIRXDBECAP470GPIO12（FAN）TZ1CANTXBSPISIMOB1GPIO13（FAN）TZ2CANRXBSPISOMIB95GPIO14TZ3SCITXDBSPICLKB8GPIO15TZ4SCIRXDBSPISTEB9GPIO16(RESERVED)SPISIMOACANTXBTZ550GPIO17(RESERVED)SPISOMIACANRXBTZ652GPIO18（BOOT）SPICLKASCITXDB54GPIO19（LOAD）SPISTEASCIRXDB57GPIO20（RELAY2）EQEP1ASPISIMOCCANTXB63GPIO21(RESERVED)EQEP1BSPISOMICCANRXB67GPIO22(RESERVED)EQEP1SSPICLKCSCITXDB71GPIO23(RESERVED)EQEP1ISPISTECSCIRXDB72GPIO24ECAP1（ZERO_GRID）EQEP2ASPISIMOB83GPIO25ECAP2（ZERO_IL）EQEP2BSPISOMIB91GPIO26（GRID_UNCON）ECAP3EQEP2ISPICLKB99GPIO27（CURR_PRO）ECAP4EQEP2SSPISTEB79GPIO28SCITXDATZ592GPIO29SCIRXDATZ64GPIO30(RESERVED)CANTXA（预留）6GPIO31（GREEN_LED）CANRXA（预留）7GPIO32(RESERVED)SDAEPWMSYNCIADCSOCAO100GPIO33(CLEAR_OVERCURR)SCLEPWMSYNCOADCSOCBO5GPIO34(BOOT)43三、程序架构1、主从DSP单板软件为典型的主循环程序+中断服务程序的结构程序总体架构如下图所示：主循环程序关闭看门狗功能和禁止中断初始化硬件外设接口和部分时序的初始状态使能看门狗和中断模块时序和状态控制循环中断程序2、主CPU模块时序和状态控制循环程序：模块时序和状态控制循环程序框图：模块时序和状态控制循环喂狗时间脉冲管理交流信号计算直流信号计算模块故障管理模块开关机管理散热管理GPIO管理模块记录信息管理SCI通信管理HMI绝缘阻抗检测输入输出管理EPWM1中断流程图如下所示：清除中断标志位设置允许响应同组中断AC量计算232通讯机制485通讯机制AD采样BOOST控制INV控制RETI3、从CPU模块时序和状态控制循环程序：模块时序和状态控制循环程序框图：模块时序和状态控制循环喂狗时间脉冲管理交流信号计算直流信号计算模块故障管理模块开关机管理GPIO管理SCI通信管理绝缘阻抗检测输入输出管理散热管理EPWM1中断流程图如下所示：清除中断标志位设置允许响应同组中断AD采样AC量计算232通讯机制1232通讯机制2RETI4、中断服务程序：(1)EPWM1的周期中断EPWM1的周期中断（高优先级），EPWM1的开关频率20kHz，设置为每1个开关周期产生一次中断，即每50us产生一次中断；在该中断中负责AD进行数据采样，Boost控制器的计算、Invertor控制器的计算、交流量的计算，SCI(波特率为19200bps)(查询方式)。由于各功率变换器大都采用平均电流控制，要求EPWM大都设计为对称三角波连续增/减方式，而ADC检测的启动时刻必须在EPWM三角波的波顶或者波底处。本产品将ADC检测的自动启动点选择在EPWM1的周期中断处自动启动所有ADC检测通道自动顺序采样。为了保证各电流采样接近其平均值，把电流采样，尤其是电感电流采样放在转换顺序的最前面，而低速的检测信号和直流检测信号均放在后面。注：定标原则为额定值对应4096。PWM分配表：EPWM通道号功能开关频率计数方式2808（100MHz）计数单位周期值EPWM1AINV驱动20kHz增减10ns2500EPWM2ABOOST驱动20kHz增减10ns25004、定时器服务程序：定时器T0：定时器T0设置为时基为1us，定时器周期为4294967296us。该定时器作用：在此基础上用软件产生5ms、1s的时钟脉冲，用于各种功能的延时计数用。5、Boost控制方案方案一：开关频率为20KHz，采样Vpv、Ipv值再采用导纳增量法或者扰动观察法实现MPPT，此方案BOOST只实现MPPT和完成升压，但不完成BOOST母线稳压。方案二：开关频率为20KHz，采样Ipv、Uboost，采用电压电流双环实现BOOST母线稳压，此方