基于C2000 的集成電力線載波通信功能(PLC)光伏逆變系統(tǒng)

 摘要

通信功能作為光伏逆變系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分，其主要用于對分布式逆變器狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。電力線載波通信(以下簡稱“PLC”)是指將已有的電力線網(wǎng)絡(luò)作為通信媒介實(shí)現(xiàn)通信的一種方法，將 PLC 功能加入光伏逆變系統(tǒng)，相對于其他類型通信方法而言，可以更好地降低成本、簡化系統(tǒng)復(fù)雜性。本文著重介紹一種基于TI 的 TMS320F28035(以下簡稱“F28035”)和TMS320F28069(以下簡稱“F28069”)的單芯片光伏逆變器+PLC 解決方案，并給出系統(tǒng)框圖及軟件流程圖。

1 具有PLC 通信功能的光伏逆變器應(yīng)用介紹

太陽能作為一種可再生能源，近兩年已經(jīng)在國內(nèi)外成功用于并網(wǎng)發(fā)電。光伏逆變設(shè)備從功率上來看大致可劃分為三個(gè)等級：輸出功率大于6KW 的三相大功率逆變器、輸出功率在1KW 至6KW 之間的單相中型逆變器以及輸出功率在 200W 至 500W 的微逆變器。大功率逆變器的成本高，效率相對較低，并且一般采用集中式拓?fù)?，所以其對通信功能的需求量較少。與之相比，中小功率逆變器近年來在光伏發(fā)電市場上受到了更多的關(guān)注。

由于中小型逆變器本身功率不大，所以其更多用于微電網(wǎng)中的分布式太陽能發(fā)電系統(tǒng)。作為微電網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其會在某個(gè)區(qū)域內(nèi)有較大數(shù)量和較廣范圍的分布，例如在歐美地區(qū)，很多家庭會在屋頂安裝這樣的中小功率逆變器;在火車站或者工廠的屋頂會使用大量的中小型逆變器來搭建小型電站等等。這樣就需要對一定區(qū)域內(nèi)的逆變器進(jìn)行管理，以便其更有效、安全、穩(wěn)定的工作并且提供及時(shí)的需求和響應(yīng)，而管理方法就是配以通信模塊，以便通過上位機(jī)監(jiān)測所有逆變器狀態(tài)，并及時(shí)進(jìn)行控制和調(diào)度。

無論是白天或者夜晚，我們都需要實(shí)時(shí)了解控制器的情況，例如逆變器當(dāng)前工作狀態(tài)、太陽能電池板的最大功率點(diǎn)追蹤情況、當(dāng)天/當(dāng)月/當(dāng)年等的發(fā)電千瓦時(shí)、當(dāng)前輸出功率/電壓/電流等數(shù)據(jù)都需要被監(jiān)控。如果使用中小功率逆變器搭建大功率的發(fā)電設(shè)備，則還會涉及單個(gè)發(fā)電設(shè)備功率因數(shù)的調(diào)節(jié)、防孤島保護(hù)以及多個(gè)逆變器之間的相位同步等參數(shù)的控制。

從目前來看，最常見的方法就是通過無線(RF)或者RS485 技術(shù)通信。PLC 利用已有的電力線進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，不需要像 485 總線那樣重新鋪設(shè)新的線路，并且還可以在低成本的情況下實(shí)現(xiàn)有效的通信，其相對于 RF 可靠性更高，但相對于 RS485 在魯棒性上則需要更多的設(shè)計(jì)優(yōu)化。通過加入PLC 模塊，光伏逆變系統(tǒng)就成為為微電網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以接受任何在智能電網(wǎng)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，有利于今后進(jìn)一步的功能擴(kuò)展。

圖 1 就是一種帶有 PLC 功能的光伏發(fā)電設(shè)備的區(qū)域系統(tǒng)框圖，在一定區(qū)域內(nèi)給并網(wǎng)的光伏逆變設(shè)備安裝 PLC 收發(fā)設(shè)備后，以電力線為總線來通信的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在距離和數(shù)量一定的設(shè)備之間，需要一個(gè)收發(fā)調(diào)制解調(diào)器來進(jìn)行區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)處理，并且還可以為其擴(kuò)展上位機(jī)從而將數(shù)據(jù)通過上層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。

2 PLC 方案介紹

2.1 PLC 概況及TI PLC 方案介紹

PLC 技術(shù)總體來說可以分為寬帶(Broad-band)PLC 和窄帶(Narrow-band)PLC 兩大類，寬帶PLC 速度一般大于1MBPS，應(yīng)用于Internet 互聯(lián)網(wǎng)等local area network 廣域網(wǎng)連接的場合;窄帶PLC(以下簡稱“NBPLC”)適用于長距離、低傳輸速度、只需窄帶控制或者寬數(shù)據(jù)采集的場合 [1] 。而中小型光伏逆變設(shè)備往往對于其通信模塊需要數(shù)據(jù)高可靠性以及低成本的要求，所以 NB PLC 會更適合于該應(yīng)用。

目前 PLC 調(diào)制技術(shù)主要有三大類：單載波類(例如 FSK)、擴(kuò)展頻譜類(例如 S-FSK)、多載波類(例如 OFDM)。前兩種從調(diào)制方式上看大體可以概括為單載波調(diào)制方法，是目前使用比較多的一種技術(shù)，其特點(diǎn)就是原理簡單，但是速度較慢、魯棒性也較低。而多載波即 OFDM(正交頻分復(fù)用調(diào)制)是一種更加穩(wěn)定且數(shù)據(jù)速率更高的調(diào)制技術(shù)，其原理就是在單一信道、同一時(shí)域傳輸過程中同時(shí)會有多個(gè)頻率的載波信號進(jìn)行傳輸，并且每個(gè)載波可以根據(jù)需求采用不同的調(diào)制方式。相對于單載波調(diào)制技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)如下：1)低于 500 KHz 的 PLC 信號能夠穿越變壓器，因此具有很好的傳播特性;2)NB PLC 在使用 MCU 或 DSP 實(shí)現(xiàn)時(shí)具有較好的成本效益;3)在窄帶干擾(以下簡稱“NBI”)和短脈沖干擾(Impulse)下有很強(qiáng)的魯棒性(Robustness);4)頻率選擇性信道的響應(yīng)(阻抗特性)較好;5)能夠與已有的單載波技術(shù)(FSK, S-FSK)共存 [1] 。6)無需與主電網(wǎng)過零點(diǎn)同步，因此可以用于直流應(yīng)用 (如微逆)。

當(dāng)前，基于OFDM 技術(shù)的NB PLC 的PRIME/G3 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)際部署階段。而IEEE P1901.2和ITU-T G.hnem 兩大國際標(biāo)準(zhǔn)也即將制定完成。TI 在OFDM 的軟件開發(fā)上有很好的積累，提供了一系列針對各種不同標(biāo)準(zhǔn)的固件庫，開發(fā)人員使用這些固件庫的函數(shù)來進(jìn)行開發(fā)時(shí)，不需要關(guān)心其底層設(shè)計(jì)的復(fù)雜時(shí)序，并且可以高效靈活的根據(jù)自己的需求進(jìn)行產(chǎn)品定制。圖3 是TI 的PLC 開發(fā)軟件庫(plcSUITE)。

TI 提供的plcSUITETM 軟件庫解決方案中，包括了已經(jīng)實(shí)際部署PRIME/G3 協(xié)議棧，以及TI 定義的PLC Lite 標(biāo)準(zhǔn)。PLC Lite 是TI 在PRIME 標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行優(yōu)化得到的一個(gè)基于OFDM 的軟件庫，下一節(jié)會具體介紹其特性。除了提供軟件開發(fā)固件庫外，TI 還提供整套的解決方案包括硬件模擬前端模塊，如圖4所示，C2000 可以作為數(shù)字調(diào)制解調(diào)及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)的處理器，可以使用plcSUITETM 中提供的庫來進(jìn)行軟件開發(fā)，并且將調(diào)制好的物理層信號通過SPI 發(fā)送至作為模擬前端的AFE031/AFE030，然后通過AF031/AFE030 將數(shù)據(jù)信號耦合至電力線發(fā)送。

2.2 TI PLC Lite 標(biāo)準(zhǔn)介紹 [2]

PRIME 和G3 標(biāo)準(zhǔn)在制定之初，主要應(yīng)用對象是類似遠(yuǎn)程抄表等終端節(jié)點(diǎn)多且距離遠(yuǎn)、傳輸數(shù)據(jù)量大的應(yīng)用，所以在PRIME 和G3 標(biāo)準(zhǔn)中會包括物理層、媒體層、邏輯鏈路層、以及更上層(例如在適配層支持IPV6 及IEC61334-32 等)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。而對于光伏逆變設(shè)備，其數(shù)據(jù)量不大并且在當(dāng)前大多數(shù)應(yīng)用中，其組網(wǎng)方式相對較簡單所以并不需要一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。TI 定義了一個(gè)低成本且相對簡單的標(biāo)準(zhǔn)PLCLite 以應(yīng)用于光伏逆變、路燈控制等相對簡單靈活的網(wǎng)絡(luò)。而PLC Lite 本身是由PRIME 標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化而來，所以其穩(wěn)定性也可以得到保證。其特性如下：(1) 可使用TMS320F28035 contorlCARD 或TMS320F28069 contorlCARD 作為主控模塊;(2)支持PLC Add-on AFE031 模擬前端驅(qū)動模塊;(3)支持47K~90K 半頻段(歐洲CENELEC A 頻段標(biāo)準(zhǔn))、40K~150K 半頻段(24K 歐洲CENELEC A /B/C/D 頻段標(biāo)準(zhǔn));(4)最高傳輸速率為21Kpbs(不使用前向糾錯(cuò))、11Kpbs(使用前向糾錯(cuò));(5)采用OFDM 調(diào)制方式、使用前向糾錯(cuò)功能、每個(gè)頻率載波采用DBPSK 調(diào)制技術(shù);(6)40K~90K 頻段子載波數(shù)量為97 路(1 路導(dǎo)頻，96 路數(shù)據(jù));(7)帶有重復(fù)碼糾錯(cuò)功能、CRC8 錯(cuò)誤校驗(yàn)、重復(fù)碼和RS 前向糾錯(cuò)算法;(8)可通過UART 發(fā)送指令進(jìn)行調(diào)試;(9)可編程控制AFE031 增益;(10)具有PRIME 標(biāo)準(zhǔn)物理層特性、增強(qiáng)的NBI 性能以及支持MAC 層擴(kuò)展。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

一般來說，帶有通信模塊的光伏逆變系統(tǒng)都會采用逆變系統(tǒng)外加通信模塊的方式來實(shí)現(xiàn)，即在一個(gè)逆變系統(tǒng)中，加入相關(guān)的通信協(xié)議，并通過SCI/SPI 等通信手段與外加的通信模塊進(jìn)行短距離通信，再由通信模塊將其發(fā)送至外部網(wǎng)絡(luò)。本章節(jié)介紹兩種光伏逆變器+PLC 的系統(tǒng)拓?fù)?，并對其特點(diǎn)進(jìn)行分析。

3.1 PLC 外部獨(dú)立模塊系統(tǒng)

圖6 所示為PLC 外部獨(dú)立模塊的系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)拓?fù)淠K化較好，靈活度較高。由于PLC 會占用MCU 大量的片上ADC 資源，因此PLC 和逆變系統(tǒng)如果分別獨(dú)立開發(fā)設(shè)計(jì)則可以降低光伏逆變系統(tǒng)主控MCU 的負(fù)載率。該方案可選擇相對性能較低(ADC 相對速度較慢、片上RAM/FLASH 容量相對較小等)的MCU 以降低系統(tǒng)成本，但其缺點(diǎn)在于多芯片方案導(dǎo)致外圍電路設(shè)計(jì)復(fù)雜且系統(tǒng)成本增加，同時(shí)性能較低的MCU 亦限制了光伏逆變設(shè)備總體性能的提高。一般在通信功能為可選的系統(tǒng)(如光伏微逆變器)中會傾向于此類拓?fù)湓O(shè)計(jì)。

圖6 為一種基于TMS320F28035 的帶有PLC 通信功能的光伏逆變系統(tǒng)。其中光伏逆變部分采用兩級隔離方式，前級DC/DC 完成MPPT 功能，后級IGBT 模塊完成單相逆變，主控系統(tǒng)為兩顆F28035(認(rèn)證要求);PLC 模塊部分則由另一顆F28035 單獨(dú)控制，光伏逆變中的一顆主控F28035 只需將數(shù)據(jù)通過SCI/SPI 發(fā)送至PLC 模塊，PLC 模塊則通過AFE031 及電力線將數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)。因此該系統(tǒng)總共需要使用3 顆MCU 來實(shí)現(xiàn)。

3.2 PLC 內(nèi)部集成系統(tǒng)

從圖4 可以看到，TI 的PLC 方案硬件系統(tǒng)可分為兩部分：MCU 和模擬前端。MCU 負(fù)責(zé)所有的信號接收、解析、處理及發(fā)送;模擬前端只負(fù)責(zé)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)：發(fā)送——通過MCU 的片上SPI 模塊(無需D/A 轉(zhuǎn)換)傳送的離散信號經(jīng)D/A 轉(zhuǎn)換成連續(xù)信號后放大并耦合至電力線;接收——將電力線上的調(diào)制信號采樣匹配后輸送至MCU 的片上ADC 單元進(jìn)行離散采樣。通過該分析可以發(fā)現(xiàn)，只要光伏逆變的主控MCU 性能足夠，即可將TI PLC 方案的軟件部分完全移植至該主控MCU 中。

對于需要PLC 功能的光伏逆變設(shè)備，該集成拓?fù)湎鄬τ趫D6 來說主要減少了一顆高性能的實(shí)時(shí)控制MCU，因此系統(tǒng)成本明顯降低，但需要注意的是在該MCU 選型時(shí)必須考慮采較強(qiáng)處理能力的內(nèi)核和外設(shè)。理論上來看PLC 部分和光伏逆變的軟件算法可以全部由一顆MCU 完成，但其中仍存在技術(shù)難題，例如ADC 的采樣時(shí)序沖突——光伏逆變的PWM 載波頻率一般在10K~30KHz，所以ADC 對于電流電壓的采樣也會與其一致，而PLC-Lite 的 ADC 采樣頻率最低為250KHz，且兩者在采樣時(shí)均需要ADC 產(chǎn)生中斷處理來數(shù)據(jù)，該問題是此類系統(tǒng)必須要解決的;又如MCU 在性能與成本之間的折衷——基于OFDM 的PLC 需要高速ADC 采樣，因此需要大容量RAM 和強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力的MCU;逆變系統(tǒng)和PLC 系統(tǒng)都需要很強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理性能?？紤]到以上需求，如選用專用DSP 芯片不但增加系統(tǒng)成本，還會增加開發(fā)難度，因此如何選用一顆專用MCU 來并行實(shí)現(xiàn)光伏逆變和PLC 的相關(guān)運(yùn)算是至關(guān)重要的。C2000 由于具有出色的實(shí)時(shí)控制性能，可以很好地解決上述問題。

4 TMS320F28069簡介

TMS320F28069 是C2000 Piccolo 系列MCU，基于C2000 的實(shí)時(shí)處理C28 內(nèi)核、硬件浮點(diǎn)運(yùn)算器和90MHz 的主頻使其擁有強(qiáng)大的實(shí)時(shí)運(yùn)算能力， 具有256K 字節(jié)的片上Flash 和100K 字節(jié)的片上RAM;6 通道的DMA 可將ADC 等外設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傳輸。針對光伏逆變系統(tǒng)，F(xiàn)28069 擁有轉(zhuǎn)換時(shí)間為325ns 的12 位16 通道SAR 型ADC 以及19 路高性能PWM 和8 路超高分辨率PWM，可以輸出最高達(dá)150ps 分辨率的PWM 信號。同時(shí)，針對基于OFDM 的PLC 通信，TI 增加了TMS320C2000 MCU 指令集，新增加的指令集由緊耦合的硬件單元VCU(Viterbi, Complex Math, CRC Unit)單元來實(shí)現(xiàn)，此運(yùn)算單元可專門用于運(yùn)算基于OFDM 的PLC 的大容量快速傅里葉變換(FFT)以及生成前向糾錯(cuò)碼(FEC)和CRC 校驗(yàn)碼，其內(nèi)部還有一個(gè)浮點(diǎn)協(xié)處理器——控制率加速器(CLA)，可與主內(nèi)核并行運(yùn)算以及擁有和主內(nèi)核相同的外設(shè)使用能力，并且可使用C 語言在CCS 環(huán)境下進(jìn)行編程。CLA 最多有8 個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)都可以由外設(shè)(ADC/PWM/定時(shí)器)或軟件觸發(fā)。圖7 為F28069 的性能和外設(shè)資源列表[3]。

5 基于F28035 和F28069 的集成PLC 通信功能光伏逆變系統(tǒng)

PLC 在通信時(shí)會占用較多的MCU 資源，所以在DC/AC+PLC 的單MCU 解決方案中，F(xiàn)28069 的主內(nèi)核進(jìn)行PLC 運(yùn)算，其中ADC 的中斷用于PLC 的高速采樣及處理;F28069 內(nèi)部的CLA 則用于逆變控制系統(tǒng)， 每次PWM 匹配事件發(fā)生后，觸發(fā)CLA 讀取ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)果然后更新逆變?nèi)珮虻腎GBT 驅(qū)動PWM信號占空比。

5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

如圖8 所示，光伏電池最大功率點(diǎn)追蹤部分采用交錯(cuò)式BOOST 拓?fù)?，由F28035 控制;母線電壓通過LLC 隔離后輸送至后級DC/AC 部分。F28069 則運(yùn)行DC/AC 和PLC 兩部分代碼。DC/AC 部分為單相逆變?nèi)珮?，PLC 部分則通過AFE031 模擬前端將數(shù)據(jù)耦合至電網(wǎng)。兩顆MCU 通過UART 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

5.2 DC/AC 系統(tǒng)軟件框圖

為便于系統(tǒng)調(diào)試，DC/AC 部分系統(tǒng)分成3 個(gè)Level：Level1：開環(huán)系統(tǒng);Level2：無PLL 閉環(huán)系統(tǒng);Level3：帶PLL 可并網(wǎng)系統(tǒng)。軟件由5 個(gè)功能模塊組成：主函數(shù)、CLA Task、PLC Run 函數(shù)、ECap1 中斷和SCIB 中斷。

主函數(shù)由兩個(gè)部分組成：(1)內(nèi)核、外設(shè)、變量的初始化;(2)任務(wù)狀態(tài)機(jī)。函數(shù)開始部分，進(jìn)行主內(nèi)核運(yùn)行變量、CLA 以及PLC 代碼的初始化。然后進(jìn)入PLC Run 函數(shù)、Task A、B、C 四個(gè)任務(wù)的輪詢運(yùn)行階段。PLC Run 函數(shù)的功能為PLC 數(shù)據(jù)接收、發(fā)送、解析以及相關(guān)變量更新;Task A 為每毫秒運(yùn)行一次的Task A0 函數(shù)，其中存在 A1 和A3 兩個(gè)有效子函數(shù)。A1 的功能為每20ms 檢測系統(tǒng)標(biāo)志位并且更新當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài);A3 輪詢當(dāng)前功能按鈕狀態(tài)以及發(fā)出LED 指示燈控制信號。Task B 是5ms 輪詢的Task B0 函數(shù)，其中有 B1，B2，B3，B4 四個(gè)有效任務(wù)。B1 的功能是故障檢測和系統(tǒng)欠過流、欠過壓的保護(hù);B2 主要進(jìn)行參數(shù)運(yùn)算，主要為線電壓有效值、線電流有效值、當(dāng)前輸出功率的值等;B3用于系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)檢測;B4 的功能是處理兩顆MCU 間的通信以及F28069 和GUI 之間的通信。Task C為0.5ms 運(yùn)行一次的Task C0 函數(shù)，它用于檢測SCIA 通信狀態(tài)。

第二部分是CLA Task，分為Task 8 和Task 3。Task 8 在CLA 初始化時(shí)就通過軟件觸發(fā)，其功能主要是數(shù)字電源算法庫DPLIB_C_CLA 以及CLA 運(yùn)算參數(shù)初始化。Task3 是PWM3 事件匹配觸發(fā)，同時(shí)會觸發(fā)ADC SOC。Task 總體分為兩部分：上升沿觸發(fā)階段和下降沿觸發(fā)階段。 下降沿觸發(fā)階段：如果觸發(fā)任務(wù)時(shí)PWM 處于下降沿計(jì)數(shù)則運(yùn)行此部分程序。其主要功能是運(yùn)算線電壓、電流的周期有效值，母線電壓周期平均值、輸出視在功的值并將其存于制定變量等待主內(nèi)核讀取。

上升沿觸發(fā)階段：此階段同樣在觸發(fā)并且PWM 時(shí)基情況下運(yùn)行。首先是讀取外部采樣電壓、電流值，然后調(diào)用數(shù)字電源算法庫函數(shù)中的2P2Z 模塊進(jìn)行母線電壓調(diào)節(jié)(與DC/DC 板連接時(shí)有效，獨(dú)自運(yùn)行時(shí)使用常數(shù)作為輸出結(jié)果)并將運(yùn)算結(jié)果作為其中之一的參數(shù)輸入電流環(huán)基準(zhǔn)乘法模塊。接下來會判斷并網(wǎng)標(biāo)志位狀態(tài)，如果已經(jīng)置位即表示當(dāng)前為并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，則進(jìn)行數(shù)字PLL 運(yùn)算。如果此時(shí)為離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，就跳過此部分進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)環(huán)運(yùn)算。最后將電流環(huán)運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為PWM 占空比值用存入相應(yīng)寄存器。

第三部分ECap1 中斷服務(wù)程序用于檢測電網(wǎng)相位和頻率，作為PLL 的鎖相基準(zhǔn)。

第四部分SCIB 中斷用于F28069 與前級F28035 通信。F28069 通過SCIB 采集前級DC/DC 的運(yùn)行狀態(tài)，并將其上傳至上位機(jī)顯示。

第五部分是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分PLC Run 函數(shù)，在第一部分已提到，該函數(shù)會在系統(tǒng)狀態(tài)機(jī)每次輪詢的時(shí)候調(diào)用，其內(nèi)部的定時(shí)器中斷、ADC 中斷服務(wù)函數(shù)以及底層解碼函數(shù)都封裝在PLC Lite 中。只需先設(shè)定中斷函數(shù)入口地址、系統(tǒng)頻率等參數(shù)后，調(diào)用初始化函數(shù)HAL_afeInit(), 即可完成底層外設(shè)的初始化。

整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵在于ADC 的復(fù)用和同步，上文已經(jīng)提及，ADC 在PLC 中的采樣頻率為250KHZ，為了保證ADC 采樣的同步，逆變系統(tǒng)的載波周期就必須與其成倍數(shù)關(guān)系，同時(shí)，由于輸出正弦信號需為50HZ，所以同時(shí)也需要是50HZ 的倍數(shù)，由于IGBT 的開關(guān)頻范圍有限，故選擇25KHZ 為輸出SPWM信號的載波頻率。這樣PLC 每進(jìn)行10 次采樣，逆變部分的信號進(jìn)行1 次采樣，并且通過EPWM 模塊的同步功能可保證兩者的采樣不沖突。 PLC 部分占用的ADC 會觸發(fā)主內(nèi)核中斷。而逆變部分則如前文所述觸發(fā)CLA 運(yùn)算，這樣系統(tǒng)就在同一時(shí)間并行運(yùn)行兩種功能，減小了整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間復(fù)雜度并且增加了MCU 的利用率。圖9 為系統(tǒng)軟件流程圖。

6 總結(jié)

本文主要介紹了帶有電力線載波通信功能的光伏逆變系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及 TI 的 PLC 方案和集成 PLC功能的光伏逆變系統(tǒng)。PLC 由于其天然優(yōu)勢，十分適合作為一種低成本高性能的通信技術(shù)應(yīng)用于需要與電網(wǎng)相連的產(chǎn)品中，而將其加入當(dāng)前關(guān)備受關(guān)注的光伏逆變系統(tǒng)，是必然的發(fā)展趨勢。

在中小型光伏逆變系統(tǒng)分布式發(fā)展的趨勢下，通信功能在將來一定會是每個(gè)并網(wǎng)逆變器的必備功能，而TI PLC 方案的靈活性使其既可以外加于光伏逆變系統(tǒng)，也可以集成于系統(tǒng)內(nèi)部，從而滿足各種不同客戶的系統(tǒng)需求。并且 TI 仍然在持續(xù)的開發(fā)針對于帶有 PLC 功能的光伏逆變系統(tǒng)，例如將更復(fù)雜的PLC 標(biāo)準(zhǔn)加入光伏逆變系統(tǒng)。通過 PLC 進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，對于光伏逆變系統(tǒng)，無疑有著多方面巨大的優(yōu)勢，并且也將進(jìn)一步推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)概念的實(shí)施普及，TI 將推出更多關(guān)于PLC 應(yīng)用的方案，使開發(fā)人員可以更快的完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)。