看瞭電賽全國一等獎（A題）的開源工程之後，我發現，人傢能得國一不是沒有原因的。
這個A題是電源題，其中涉及的每個電源相關的知識點都非常基礎，基本隻要懂基礎理論就能解決。
但是，想要讓每個基礎的模塊，組合並形成一個單相逆變器並聯運行系統，就不是有基礎就能解決的。
公司的工程師看瞭這個國一的作品，都稱贊說：他們做得非常巧妙！
本文就針對他們的作品，解析一下硬件原理+設計思路！
參考資料來源於國一團隊。
團隊介紹
獎 項：全國一等獎
學 校：湖南科技學院
團 隊：106B電賽復興團隊
作 者：龍俊和、李琦、胡俊傑
全文導航（6個部分）
題目要求、設計思路、題目分析、設計圖、硬件電路設計說明、程序流程圖、註意事項。
題目要求
先簡單瞭解一下它的題目要求，要求制作——單相逆變器並聯運行系統。
瞭解題目後，就需要思考。
——項目用手頭現有的STM32設計是否可行？
——用怎樣的方式，可以完善的達成題目要求？
設計思路
單相逆變器並行運行系統基於STM32F407芯片的設計。
采用雙極性調制方法能夠輸出幅值24V，頻率50HZ，電流有效值2A的交流電。
並且在此基礎上還達到瞭諧波畸變率小於0.4%，效率94.32%以上的輸出，當電流在0-2A變化時，負載調整率S<0.025%。
通過鎖相環將逆變器並聯時，向負載的輸出達到題目要求的Uo=24V，fo=50HZ，Io=4A。
兩個逆變器共同並網時，使用下垂控制法，達到題目的要求——通過數字設定電流Io在2A-4A變化誤差值小於2%而且完成按比例分配電流的要求。
題目分析
好，現在，我們再深入的分析一下題目，並提出更具體的解決方案！
使用雙極性調制方式，就可以利用pwm控制MOS管改變開關頻率，來控制逆變器的輸出電壓和電流。
通過電壓采集模塊和PID算法將逆變器輸出穩定在24V，利用鎖相環將逆變器的電壓相位鎖在一起。
通過DQ解耦控制將交流量轉化為直流量。
通過對輸入電壓的DQ軸分量PID閉環控制來鎖相。
通過對輸入電流的DQ軸分量進行電流內環的PID控制，來控制有功分量和無功分量以實現對系統PF值的調整。
通過調整PF的值等於-1，從而實現能量的回流，再將逆變器2的相位與逆變器1的保持一致，然後把兩個逆變器並聯通過調整負載使其輸出4A電流。
方案有瞭，就需要付諸於電路中，他們是這樣設計的……
設計圖
主控板采集主芯片采集模塊
逆變電路輔助電源模塊輔助電源2
電路設計中，還有這5部分，需要著重說明一下！
硬件電路設計說明
一、單相逆變器主回路設計
主回路使用全橋結構逆變器，圖2為單相逆變器的電路圖。
圖2 逆變器原理圖
二、MOS管驅動控制電路
功率MOSFET具有較大的輸入電容。
為瞭降低開關損耗應盡量減小開關時間，因此需要大瞬時電流的驅動電路進行良好的驅動。
IR2110是一款最高支持500KHZ開關頻率，600V自舉能力的高速MOSFET驅動芯片。
圖3 IR2110應用電路
三、電壓采集電路
為瞭數據的精準采集，使用ADS8688配合單片機來采集電壓。
ADS8688是一款最大500Ksps數據輸出量，16位的高性能數模轉換模塊。
圖4 ADS8688電路圖
四、電壓互感器與電流互感器
本電路電壓互感器采用的是DL-PT202H1。
通過額定電流比為2mA/2mA，可算出一側電阻R0>(24V*1414)/2mA，可選擇2.7KΩ。
單片機的ADC量程為5.12V，則另一側的電阻R1>5V/2mA取2.5KΩ。
為瞭簡化互感器的使用，電容可以不用。
電流互感器原理與電壓互感器類似。
使得輸入電流與采集等比例關系故R=2KΩ。
五、輔助電源的設計
本系統設計瞭+5V與+12V電源，給單片機和其他芯片供電。
首先，把直流穩壓電源通過SY8502芯片降壓，然後給逆變器和單片機供電。
圖7 SY8502輔助電源電路圖
最後放上一個程序流程圖。
程序流程圖
系統代碼的源文件是開源瞭的，完全是無償分享。
但因為格式原因，不太方便上傳，就把開源連接放這吧，感興趣的可以看看，希望能幫到你：2023-A題-單相逆變器並聯運行系統-106B電賽復興團隊 – 嘉立創EDA開源硬件平臺
註意事項
- 逆變器2與逆變器1並聯之前可以在逆變器的輸出正加上繼電器，等到鎖相完成再進行並聯。
- 為瞭適應不同的線性電源給系統供電，建議將單個逆變器輸入電壓提高到40伏以上。
- 在電網和系統之前可以設置繼電器，當鎖相完成再進行並網。
- 逆變器1和逆變器2不得有任何形式的通信。
- 要加上按鍵步進調節穩電流的值。
— 完 —
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