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本讲作为PEK-510单相光伏逆变器模组系列的第一课，将带领学生深入理解并亲手实践电力电子中最基础的DC-DC升压电路。通过本讲，学生将告别枯燥的理论公式，在一个完整的“理论-仿真-代码生成-实物验证”全流程教学平台上，直观地掌握Boost电路“低压输入、高压输出”的原理。PEK-510单相光伏逆变器模组图如图1所示。

图1　PEK-510

单相光伏并网逆变器模组

学习目的

熟练掌握Boost升压电路的基本拓扑结构（电感L、开关管S、二极管D、电容C、负载R）及其工作原理。

案例实现框图

利用PEK510完成的BOOST升压式转换器在PTS-5000 的实验平台上完成。PTS-5000 的实验平台如图2所示。PEK510原理电路如图3所示。即由前级Boost电路和后级单相逆变电路组成。

图2　PTS5000 实验平台

图3　单相光伏并网逆变器实验系统

案例实现接线与设备

主要设备：PTS-5000实验平台、PSW 160-7.2可编程直流电源、PEL-3031E可编程直流电子负载、GDS-2204E数字示波器、PC电脑（已安装PSIM及Code Composer Studio软件）。

接线步骤：

▶ 将PEK-005A连接至PEK-510。

▶ PSW电源输出端连接至PEK-510的“J4”。

▶ PEL电子负载输入端连接至PEK-510的“J3”。

▶ 示波器探头CH1连接至测试点I B（电感电流），CH2连接至测试点V BUS （输出电压）。

具体接线如图4所示。

图4　本讲实验接线图

实验过程与结论

实验步骤简述

（1）仿真：

在PSIM中打开“PEK-510_Lab1_Boost”仿真电路，分别运行模拟（连续）和数字（离散）仿真，观察相关次测试点波形。

（2）生成代码：

在验证仿真无误后，点击PSIM的“Simulate” -> “Generate Code”，一键生成DSP控制代码。

（3）烧录：

通过CCS软件将生成的代码烧录至PEK-510的DSP芯片中。

（4）实物接线：

按图3完成所有硬件接线，并检查无误。

（5）设置参数：

▶ PSW电源设为50V / 3A。

▶ PEL电子负载设为CR模式，先设为100Ω。

实验结果分析

当负载为100Ω时（轻载）

输出电压 V BUS ：

实测约79.5V（量测值1.98V * 比例40.15），稳定在80V目标值附近。

电感电流 I B ：

实测约1.35A（量测值1.08A / 比例0.8）。输出功率约62.85W。

当负载为50Ω时（重载）：

输出电压 V BUS ：

实测仍约为79.5V，维持稳定。

电感电流 I B ：

实测约2.73A（量测值2.18A / 比例0.8）。输出功率提升至约128W。

可以按表1完成实验。

实验过程测试关键数据和波形如图5所示。

图5 实验测试数据和波形

结论

（1）升压功能验证：

使用Boost电路将50V直流输入，升压至80V直流输出。

（2）闭环稳压验证：

通过DSP的闭环控制，当负载从100Ω变化到50Ω时，输出电流自动增加以匹配功率需求，而输出电压始终保持恒定。这正是开关电源“稳压”特性的直观体现。