Распродажа

Электронные компоненты со склада по низким ценам, подробнее >>>

Журнал Компел

2010: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
2009: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
13, 14, 15, 16
2008: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
13, 14, 15, 16
2007: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
2005: 
1, 2, 3

Новости электроники

В 14 раз выросло количество россиян на MediaTek Labs ? проекте по созданию устройств "интернета вещей" и "носимых гаджетов"

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца (ноябрь и декабрь 2014 года), в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины ? в 12. Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.mediatek.com превысила одну десятую от общего количества зарегистрированных на MediaTek Labs пользователей.

Новое поколение Джобсов или как MediaTek создал свой маленький "Кикстартер"

Амбициозная цель компании MediaTek - сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик - порог входа очень низкий.

Семинар и тренинг "ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!" (14-15.10.2013, Новосибирск)

Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге ?ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!?, который пройдет 14 и 15 октября в Новосибирске.

Мне нравится

Комментарии

дима пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ827:

люди куплю транзистар кт 827А 0688759652

тамара плохова пишет в теме Журнал Радио 9 номер 1971 год. :

как молоды мы были и как быстро пробежали годы кулотино самое счастливое мое время

Ивашка пишет в теме Параметры отечественных излучающих диодов ИК диапазона:

Светодиод - это диод который излучает свет. А если диод имеет ИК излучение, то это ИК диод, а не "ИК светодиод" и "Светодиод инфракрасный", как указано на сайте.

Владимир пишет в теме 2Т963А-2 (RUS) со склада в Москве. Транзистор биполярный отечественный:

Подскажите 2т963а-2 гарантийный срок

Владимир II пишет... пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ372:

Спасибо!

Журнал "Новости Электроники", номер 16, 2009 год.

Контроллеры TMS320F28xx в системах преобразования альтернативной энергии

Алексей Пантелейчук
В статье подробно рассмотрена роль инвертора в системах преобразования солнечной энергии и выполняемые им функции, а также преимущества реализации инвертора на базе микроконтроллеров TMS320F28xx компании Texas Instruments. Кроме того, показано как, добавляя один элемент к такому инвертору, можно получить решение для ветроэлектрических систем.

В любой системе преобразования альтернативной энергии инвертор является важнейшим компонентом, отвечающим за управление движением электрической энергии между модулем (фотогальваническая панель или ветровая установка), батареей, нагрузкой и электрической сетью. В фотогальванической системе инвертор преобразует ток фотоэлементов в «чистый» синусоидальный ток 50- или 60 Гц для питания устройств, а также для возврата в энергетическую систему. Кроме того, инверторы выполняют такие функции, как отключение цепи для защиты ее от скачков напряжения, зарядка батареи, запись данных об использовании и производительности устройства, отслеживание точки максимальной мощности. Инверторы различаются по номинальной мощности, топологии, наличию трансформатора и могут содержать сразу несколько управляющих микроконтроллеров.    

На рисунке 1 показан инвертор в составе полной системы, в которой помимо зарядки батареи от фотогальванической панели и питания устройств переменным током через инвертор, осуществляется подача электроэнергии в энергетическую систему, а также в качестве альтернативного источника питания используется генератор переменного тока. Упрощенная система может просто осуществлять зарядку батареи для локального использования или передавать энергию в энергетическую систему.

 

Гибридная система с фотогальванической панелью и генератором

 

Рис. 1. Гибридная система с фотогальванической панелью и генератором

Топология, где несколько секций фотогальванических панелей (PV) индивидуально обслуживаются инверторами, выходы которых параллельно соединены с энергетической системой, изображена на рисунке 2.

 

Модульные инверторы обслуживают несколько секций фотогальванических панелей

 

Рис. 2. Модульные инверторы обслуживают несколько секций фотогальванических панелей

В такой конфигурации средняя номинальная мощность обычно достигает уровня 10 кВт. Также возможны следующие вариации:  

Основная функция инвертора заключается в преобразовании постоянных токов от фотогальванических панелей или батареи с различным уровнем напряжений в переменный ток с определенным уровнем напряжения и частотой для питания устройств или передачи в энергетическую систему. Частота и напряжение зависит от региона, в Европе это 50 Гц и 220 В, в США - 60 Гц и 110 В. В зависимости от приложения возникают требования к фазе, таким образом, инверторы бывают одно-, двух- и трехфазные. На рисунке 3 изображена общая схема DC/AC-инвертора, в которой:

В некоторых случаях уровень напряжения на входе DC/AC-преобразователя должен быть выше, чем на выходе DC/DC-преобразователя. Для этого используется трансформатор после индуктивностей (рисунок 3). Несмотря на то, что трансформатор увеличивает вес, габариты и стоимость устройства, а также уменьшает КПД в среднем на 2%, он увеличивает защиту устройства и безопасность пользователя, осуществляя гальваническую развязку между DC- и AC-частями схемы. Эту же функцию может выполнять DC/DC-преобразователь с нулевым напряжением переключения (эквивалент трансформатора).

 

Схема бестрансформаторного DC/AC-преобразователя

Рис. 3. Схема бестрансформаторного DC/AC-преобразователя

Эффективность DC/AC-преобразования, а также зарядки батареи зависит от входного напряжения. Но значение напряжения на выходе фотогальванических панелей постоянно изменяется вследствие таких факторов, как погодные условия, время дня и температура панелей. Состояние батареи также меняется в зависимости от того, заряжена она или разряжена. При благоприятных внешних условиях, понижая напряжение одновременно с повышением тока на входе батареи, можно ускорить процесс зарядки. Но иногда бывают ситуации, в которых приходится жертвовать уровнем тока для повышения уровня напряжения, чтобы процесс зарядки был вообще возможен. Технология отслеживания точки максимальной мощности (англ. MPPT) применяется для отслеживания таких уровней напряжения и тока на входе батареи, при которых эффективность зарядки максимальна. Использование этой технологии увеличивает общую производительность системы более чем на 30% в зимнее время, когда дополнительная энергия особенно необходима. На рисунке 4 показано, как определение точки максимальной мощности может зависеть от различных условий.

 

Определение точки максимальной мощности при различных условиях

 

Рис. 4. Определение точки максимальной мощности при различных условиях

Наиболее общий алгоритм определения точки максимальной мощности выполняется микроконтроллером через изменение рабочего напряжения панели и оценку полученного при этом результата. Алгоритм должен предусматривать поиск точки максимальной мощности в широком диапазоне напряжений для того, чтобы избежать попадания на локальные максимумы, возникшие в результате кратковременных изменений внешней среды, например, попадание панели в тень небольшого облака. Недостаток этого алгоритма - в том, что устройство не работает постоянно с максимальной производительностью, а находится в поиске такого состояния. Альтернативой является инкрементный индукционный алгоритм, при котором вычисляется производная кривой зависимости мощности от напряжения и находятся нули полученной зависимости, которые по определению представляют собой пики кривой мощности. Затем производится настройка напряжения на определенный уровень. Несмотря на то, что в этом алгоритме нет недостатков предыдущего, все же есть риск настроиться по ошибке на локальный максимум вместо точки максимальной мощности. Наилучшие результаты получаются при комбинировании обоих алгоритмов, когда поддерживается работа устройства с уровнем напряжения, определенным по нулям производной, одновременно проверяются другие пики в широком диапазоне напряжений. Ясно, что для реализации комбинированного алгоритма требуется много вычислительных ресурсов микроконтроллера.

Теперь становится понятно, что инвертор является важнейшим компонентом в системах преобразования солнечной энергии и что он должен быть гибким для работы в различных приложениях и адаптируемым для реагирования на изменения условий работы приложения. Необходимо, чтобы управляющий процессор в составе инвертора обладал высокой производительностью в реальном времени для эффективного выполнения алгоритмов DC/DC-преобразования, защиты схемы, определения точки максимальной мощности и зарядки батареи.

Микроконтроллеры TMS320 с высокопроизводительным ядром цифрового сигнального процессора и богатым набором периферийных устройств великолепно подходят для задач управления DC/AC-преобразованием в реальном времени, вычисления точки максимальной точности и обеспечения функций защиты инвертеров в системах преобразования солнечной энергии. DSP-ядро очень быстро выполняет математические вычисления для реализации алгоритмов управления в реальном времени. Встроенные периферийные устройства, такие как аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и широтно-импульсный модулятор (ШИМ) дают возможность напрямую отслеживать состояние и управлять MOSFETами. Коммуникационные порты микроконтроллера упрощают разработку устройств, работающих в сети с измерителями и другими инверторами.

Микроконтроллеры семейства TMS320F28x представляет собой 32-битные устройства, работающие на частотах до 150 МГц с производительностью до 150 MIPS. На рисунке 5 в качестве примера изображена архитектура микроконтроллера F2808. При использовании в инверторе такой микроконтроллер может управлять сразу несколькими преобразователями, а также выполнять функции отслеживания точки максимальной мощности, мониторинга зарядки батареи, защиты от скачков напряжения, регистрации данных и коммуникации с внешними устройствами.

 

Блок-схема архитектуры микроконтроллера TMS320F2808

Рис. 5. Блок-схема архитектуры микроконтроллера TMS320F2808

Микроконтроллеры TMS320F28x имеют до 16 каналов быстрого 12-битного АЦП. Эти каналы АЦП используются для оценки уровня напряжения и тока при построении правильной синусоидальной формы сигнала. Также, оценивая уровень тока, АЦП выполняет функции безопасности.

Двенадцать индивидуально управляемых каналов ШИМ (EPWM) вырабатывают импульсные сигналы с заданной длительностью импульса, необходимые для высокоскоростного переключения ключей конвертора и схемы зарядки батареи. Каждый канал ШИМ имеет свой собственный таймер и регистр фазы, позволяющий вводить фазовую задержку. Все каналы ШИМ могут быть синхронизированы для управления несколькими каскадами на одной частоте. Благодаря наличию множества таймеров появляется возможность генерировать множество частот, быстрая обработка прерываний - это ключ к быстрой реакции на события. Коммуникационные порты различных стандартов, включая CAN, обеспечивают интерфейс с другими компонентами системы.

Для приложений преобразования мощности в системах альтернативных источников питания компания Texas Instruments предлагает отладочный комплект TMDSENRGYKIT (рисунки 6, 7) на базе микроконтроллеров TMS320F28xx.

 

Вид платы из набора TMDSENRGYKIT

 

Рис. 6. Вид платы из набора TMDSENRGYKIT

 

Ключевые компоненты платы из комплекта TMDSENRGYKIT

Рис. 7. Ключевые компоненты платы из комплекта TMDSENRGYKIT

Отладочный набор состоит из материнской платы, к которой подключается любая плата типа controlCARD. С помощью этого набора можно реализовывать все основные функции систем преобразования солнечной энергии. К числу этих функций относятся DC/DC-преобразование, трех- или однофазное инвертирование, синхронизация выхода инвертера с силовой линией переменного тока, понижающее DC/DC-преобразование для зарядки батареи. На плате реализована аппаратная часть, необходимая для измерения напряжения и тока, таким образом, пользователь может создавать и тестировать новые топологии, методы и т.д.  

Отличительные характеристики набора TMDSENRGYKIT:

Единственное отличие инвертора системы преобразования ветровой энергии от фотогальванической системы заключается в наличии выпрямителя (рисунок 8). Выпрямитель необходим, поскольку ветровая станция генерирует переменный ток. Выпрямленный ток затем претерпевает те же самые преобразования, что и в системе преобразования солнечной энергии. Это означает, что отладочный комплект TMDSENRGYKIT успешно применяется при разработке ветроэлектрических станций.

 

Основные элементы ветроэлектрической системы

 

Рис. 8. Основные элементы ветроэлектрической системы

Таким образом, в фотогальванических и ветроэлектрических системах инвертор является важнейшим компонентом. Инверторы могут поддерживать несколько диапазонов напряжений и топологий для различных приложений. Они также могут содержать трансформатор, однако это не является обязательным. Помимо преобразования постоянного тока в переменный инверторы выполняют такие функции, как максимизация мощности, зарядка батареи, защита цепи. Для всех этих функций необходимо интеллектуальное управление в реальном или квазиреальном времени. Микроконтроллеры TMS320C2000 компании Texas Instruments обеспечивают высокую вычислительную производительность и программную гибкость, необходимую для функций цифровой обработки в реальном времени в инверторах систем преобразования альтернативной энергии. Благодаря высокой интегрированности микроконтроллеров производители инверторов могут создавать более эффективные устройства, удовлетворяющие растущим требованиям рынка альтернативных источников питания. За счет наличия высококлассных отладочных средств, в число которых входит набор TMDSENRGYKIT, разработка устройства производится очень быстро и эффективно.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка – e-mail: mcu.vesti@compel.ru

 

 

Вернуться к содержанию номера





SergeySig пишет...

Автор спасибо вам за такую прекрасную статью, давно ищу такую инофрмацию

01/04/2014 12:12:45



Ваш комментарий к статье
Журнал "Новости Электроники", номер 16, 2009 год. :
Ваше имя:
Отзыв: Разрешено использование тэгов:
<b>жирный текст</b>
<i>курсив</i>
<a href="http://site.ru"> ссылка</a>