嵌入式的文章慢慢更新，我们再在其中夹杂一些仿真模型，让大家更加容易理解嵌入式的知识点。能源问题日益严重，两会中提到的“碳中和，碳达峰”突然火了起来，电力电子将在未来的十几年大放异彩。

碳中和

指国家、企业和个人在一定时间内所产生的二氧化碳总量，通过植树造林、节能减排等手段吸收的二氧化碳总量，二者相等，互相抵消，即为“碳中和”；如果吸收的二氧化碳比产生的总量大，即可获得“碳积分”，可以出售给“碳积分”为0或负值的公司，获取收益。现在非常火的电动汽车，光伏逆变器等等均可以获得“碳积分”。这些产品也与电力电子息息相关。后续我们将以光伏逆变器为例，论述将太阳能转换为家用电的原理；直观的感受电力电子的强大。如下为光伏逆变器的系统框图。

光伏逆变器系统框图

光伏逆变器

光伏逆变器一般由两级构成，DC-DC和DC-AC；DC-DC是为了提高逆变器的工作范围，DC-AC是为了逆变，得到家用或工业用电电压220V；也存在只有DC-AC的逆变器产品，但是工作范围比较窄；例如两级的逆变工作范围是200V-1000V，工作时间是6:00-19:00，一级的工作范围是600-1000V,,10:00-16:00；发电时间要远远小于两级的，当然价格也便宜。

DC-DC电路也称之为BOOST电路，是升压电路；太阳刚刚升起或快要下山的时候，太阳能面板电压非常低，只有200V-400V；而电压高于560V才能发电，所以我们通过BOOST电路将输入抬升到560V，提高它的工作范围；

BOOST电路

BOOST电路由电感、IGBT模块、二极管和电容组成。

根据伏秒平衡得：

IGBT导通：Vin=L*△IL/Ton (1)

Vout=C*△Uc/Ton (2)

IGBT关断：Vout = Vin+L*△IL/Toff (3)

(1)式带入(3)式，得Vout=Vin/(1-D)

例如：DC输入200V；电感感量680uF；电容容量540uF，输出功率为6kw；

则占空比66.66%；输出电压=200V/(1-0.666)=600V；输出电阻=60Ω；

SIMULINK仿真

开环Boost电路仿真

开环BOOST仿真电路

仿真结果：

1,2,3,4通道分别表示输入电压，Boost驱动，输出电压和输出电流；

输入电压为200V，Boost驱动为66.66%，输出电压600V，输出电流10A；

开环BOOST电路仿真结果

开环BOOST-输出电压/电流

结语

根据上面的分析和仿真，我们得到了想要的结果，实际上也可以这样去分析；由于是开环仿真，所以输出固定的占空比，刚开启PWM瞬间还会导致输出电压超调；且输出电压有20V波动，输出电流也有0.5A的波动，这在实际产品是不允许的；在实际应用我们会加入PID算法，软件输出不固定的PWM，到达输出电压稳定的目的；下一节我们将通过simulink和编写C文件嵌入到仿真模型中，输出闭环的仿真图查看实际的效果。