英飞凌太阳能微型逆变器解决方案

企业动态Company News英飞凌推出62mm CoolSiC tm模块，为碳化硅开辟新应用领域2020年7月14H,英飞凌科技股份公司为其1200V CoolSiC™MOSFET模块系列新增了一款62mm 工业标准模块封装产品。

它采用成熟的62mm器件半桥拓扑设计，以及沟槽栅芯片技术，为碳化硅打开了250kW以上（硅IGBT技术在62mm封装的功率密度极限）中等功率应用的大门。

在传统62mm IGBT模块基础上，将碳化硅的应用范围扩展到了太阳能、服务器、储能、电动汽车充电桩、牵引以及商用感应电磁炉和功率转换系统等。

该62mm模块配备了英飞凌的CoolSiC MOSFET 芯片，可实现极高的电流密度。

其极低的开关损耗和传导损耗可以最大限度地减少冷却器件的尺寸。

在高开关频率下运行时，可使用更小的磁性元件。

借助英飞凌CoolSiC芯片技术，客户可以设计尺寸更小的逆变器，从而降低整体系统成本。

它采用62mm标准基板和螺纹接口，具有高鲁棒性的结构设计，从而最大限度地优化并提高系统可用性，同时降低维修成本并减少停机损失。

出色的温度循环能力和150°C的连续工作温度（Tvjop）,带来出色的系统可靠性。

其对称的内部设计，使得上下开关有了相同的开关条件。

可以选装"预处理热界面材料"（TIM）配置，进一步提高模块的热性能。

供货情况采用62mm封装的1200V CoolSiC™MOSFET有6mS2/250A、3mJ2/357A和2mJ2/500A型号可供选择。

它还有专为快速特性评估（双脉冲/连续工作）而设计的评估板可供选择。

为了便于使用，它还提供了可灵活调整的栅极电压和栅极电阻。

同时，还可作为批量生产驱动板的参考设计使用。

全球顶尖碳化硅芯片生产商罗姆落子临港上证报中国证券网讯（记者宋薇萍）记者7月8日从上海自贸试验区临港新片区管委会获悉，ROHM-臻驱科技碳化硅技术联合实验室揭牌仪式近日在临港新片区举行。

1000w 光伏微型逆变方案
一种1000W光伏微型逆变方案可以是采用 MPPT(最大功率点
跟踪)技术的充电控制器和单相逆变器组合。

具体实施方案如下：
1. 光伏面板：选择适当功率的光伏面板组合，总功率为
1000W。

2. 充电控制器：选择功率适配的充电控制器，能够对光伏电池组进行充电、监控和管理。

采用MPPT技术，通过监测光伏
电池的电压和电流，实时跟踪光伏电池的最大功率点，确保最大化光伏电池的输出功率。

3. 逆变器：选择单相逆变器，将光伏电池组的直流电转换为交流电。

逆变器需要具备以下功能：稳定输出电压和频率、提供过压、过载和短路保护、具备网络监测和远程控制功能等。

4. 电池储能系统（可选）：如果需要在光伏电池组无法输出或光伏电量不足时继续供电，可以添加电池储能系统。

充电控制器可以控制将多余的光伏电能存储到电池中，在需要时再将电池的电能转换为交流电供给负载。

5. 监控系统：为了方便监测和管理光伏系统的工作状态和性能，可以添加监控系统。

监控系统可以实时显示光伏电池组的输出功率、电压和电流等信息，以及逆变器的运行状态和故障信息。

总结：该方案通过光伏面板将阳光能转换为电能，并通过充电控制器和逆变器将直流电转换为交流电，从而为负载提供1000W的电力供应。

可根据实际需求选配电池储能系统和监控系统，以提高系统的稳定性和可管理性。

反激式光伏并网微型逆变器功率解耦控制安少亮;孙向东;翟莎;任碧莹;邱伟祥【摘要】针对微型光伏并网逆变器体积小、效率高的要求,研究了反激式光伏并网微型逆变器的电路拓扑及其工作模态,加入了有源钳位吸收电路,并设计了一种功率解耦技术实现对直流侧功率波动的抑制.仿真与实验均搭建了1台额定功率为100W,输入电压31V,并网电压220 V/50 Hz的模型.仿真与实验结果表明,该微型逆变器可以可靠实现有源钳位技术,漏感能量吸收效果明显,功率解耦控制有效,达到预期目标.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2016(046)007【总页数】5页(P34-38)【关键词】反激变换器;有源钳位;功率解耦;微型逆变器【作者】安少亮;孙向东;翟莎;任碧莹;邱伟祥【作者单位】西安理工大学电气工程系,陕西西安710048;西安理工大学电气工程系,陕西西安710048;中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西西安710065;西安理工大学电气工程系,陕西西安710048;西安理工大学电气工程系,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TM464光伏并网微型逆变器（简称微逆）是将单一的光伏电池组件输出的直流电直接转化为交流电，并能在较宽功率范围跟踪最大功率点，避免局部阴影造成整个光伏发电系统的发电量大幅下降问题［1-5］，因此微逆的应用前景非常广阔。

但微逆输出功率中含有2倍工频频率的功率脉动，所以微逆的瞬间输入功率和输出功率不平衡，需要在光伏组件输出侧并联大容量电解电容抑制瞬时功率波动。

但因电解电容寿命较短，远低于微逆寿命要求，所以影响微逆寿命和稳定性。

近年来，国内外学者研究了多种功率解耦技术［6-11］，使得微逆的解耦电容容量大大减小，从而将寿命较短的电解电容用小容量、长寿命的薄膜电容代替，以提高微逆的可靠性和使用寿命。

通过区别电路中解耦电容的加入位置，可以将解耦电路类型分为4类：光伏组件输出侧解耦、逆变器直流母线侧解耦、三端口电路解耦以及电网侧解耦［8-11］。

5kw光伏逆变器方案5kW光伏逆变器方案引言随着可再生能源的快速发展和应用，太阳能光伏发电系统成为了一种绿色、可持续的能源解决方案。

而光伏逆变器则是太阳能光伏发电系统中至关重要的组成部分，它能将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，并将其供给到电网中。

本文将介绍一个5kW光伏逆变器方案，以满足家庭和小型商业用途的需求。

1. 光伏逆变器的基本原理光伏逆变器的基本原理是将直流电转换为交流电。

首先，太阳能电池板将太阳能光线转化为直流电，然后这些直流电通过光伏逆变器进行电子元器件的处理和控制，最终转换为交流电以供给电网使用。

2. 逆变器的功率容量5kW光伏逆变器的功率容量为5千瓦，即能够将最大5千瓦的直流电转换为交流电。

这种功率容量适用于家庭和小型商业用途，能够满足一般用电需求。

3. 光伏逆变器的特点5kW光伏逆变器方案具有以下几个特点：- 高效率：该逆变器采用先进的电子元器件和控制技术，能够实现高效率的能量转换，最大程度地提高太阳能电池板的利用率。

- 安全可靠：逆变器内置多重保护机制，包括过温保护、过载保护、短路保护等，确保系统的安全运行。

- 易于安装和维护：该逆变器采用模块化设计，安装和维护过程简单方便，减少了工作人员的操作难度和时间成本。

4. 逆变器的工作方式光伏逆变器的工作方式主要包括以下几个步骤：- MPPT跟踪：逆变器通过最大功率点跟踪（MPPT）算法，实时调整太阳能电池板的工作状态，以确保光伏系统能够以最大效率运行。

- 直流到交流转换：逆变器将直流电转换为交流电，并通过滤波器去除电流中的杂波，以确保输出电流的稳定性和纹波度。

- 电网连接：逆变器将转换后的交流电连接到电网中，以向家庭或商业用途供电，并将多余的电能注入电网。

5. 逆变器的应用范围5kW光伏逆变器方案适用于家庭和小型商业用途，如住宅、办公楼、商场等。

它能够满足一般用电需求，并通过太阳能光伏发电系统为用户提供清洁、可再生的能源解决方案。

德州仪器(TI)太阳能微型逆变器解决方案德州仪器（TI）的太阳能微型逆变器解决方案设计注意事项太阳能微型逆变器| 太阳能电池板系统设计太阳能微型逆变器原理方框图与网格相连的光伏（PV）安装通常使用与组串式逆变器串联的模块阵列。

微型逆变器这一快速成长的架构可将PV 模块的功率转换至交流电网，通常用于180-300W 范围内的最大输出功率。

微型逆变器的优势在于易于安装、局部最大功率点跟踪（MPPT）以及为故障提供稳健性的冗余。

逆变器的核心为可通过微控制器或MPPT 控制器执行的MPPT 算法。

该控制器执行所需的高精度算法，以便在调整DC-DC 和DC-AC 转换以生成电网输出交流电压的同时将面板保持在最大功率提取点。

此外，该控制器负责电网的频率锁定。

该控制器还被编程为执行所有电源管理功能必须的控制循环。

PV 最大输出功率取决于工作条件且每时每刻都由于温度、阴影、污浊程度、云量和时间等原因在不断变化，因此，跟踪和调整此最大功率点是一个持续的过程。

该控制器包含高级外设，如用于执行控制循环的高精度PWM 输出和ADC。

该ADC 测量PV 输出电压和电流等变量，然后根据负载更改PWM 占空比，从而调节DC/DC 转换器和DC/AC 转换器。

复杂计划用于跟踪部分阴影PV 模块中的实际最大偶数。

专为在单个时钟周期内读取ADC 和调整PWM 而设计的实时处理器非常具有吸引力。

简单系统的通讯可由单个处理器进行处理，对于具有复杂的监控报告功能的复杂系统可能需要使用辅助处理器。

电流感应通过磁通门传感器或分流电阻器执行。

为安全起见，可能需要将处理器与电流和电压及连接外界的通信总线隔离开来。

包含集成隔离的- 调制器非常具有吸引力。

可处理较高电压并包含集成感应的MOSFET/IGBT 驱动器也非常具有吸引力。

偏置电源使用DC-DC 转换器为逆变器上的电子元件提供电源。

有时也包含通讯。

1MW光伏逆变器方案随着可再生能源的快速发展，太阳能发电成为一种重要的清洁能源。

而光伏逆变器作为太阳能发电系统中的核心设备，将直流电转换为交流电，为家庭或工业用电提供可靠的电力。

本文将介绍一种1MW光伏逆变器方案。

1.光伏逆变器概述：光伏逆变器是将光伏电池板通过组串与并串，将直流电能转换为交流电能输出，并对电网进行同步并入发电系统的设备。

其基本功能是调整光伏电池输出电压和电流，并将其输出电能转换为稳定的交流电能供电。

2.技术特点：（1）输入直流电压范围广泛：光伏阵列的输出电压受光照强度的影响，因此光伏逆变器需要具备适应不同光照条件下的输入直流电压范围。

（2）高效率：为了实现光伏发电系统的高效运行，光伏逆变器需要具备高的转换效率，减少能量损失。

（3）电网安全性：光伏逆变器需要具备对电网中电压、频率等参数的监测功能，保证与电网的安全连接和同步并网。

（4）可靠性：光伏逆变器需要具备良好的故障自诊断能力和保护功能，以提高系统的可靠性和稳定性。

3.系统架构：（1）光伏电池阵列：光伏逆变器的核心是光伏电池阵列，光伏电池阵列通过串联和并联组合，提高整个光伏发电系统的输出电压和电流。

（2）功率调节器：功率调节器用于调节电池阵列输出电压和电流的稳定性，稳定直流输入电源。

（3）逆变器单元：逆变器单元将直流电能转换为交流电能，具备优化的调节算法，提高转换效率。

（4）电网监测和保护单元：电网监测和保护单元用于监测电网参数和逆变器工作状态，保证逆变器与电网的安全连接，避免对电网造成干扰。

4.方案优势：（1）可拓展性：1MW光伏逆变器方案具备良好的可拓展性，能够灵活应对不同规模的光伏发电项目需求。

（2）高效能源利用：光伏逆变器转换效率高，能够最大限度地提高太阳能的利用效率，降低发电成本。

（3）智能化控制：光伏逆变器方案配备智能控制系统，具备自动诊断和保护功能，提高系统的可靠性和稳定性。

（4）环境友好：光伏逆变器方案作为一种清洁能源发电方案，无污染，对环境友好。

光伏关断器功率优化器微型逆变器-概述说明以及解释1.引言1.1 概述光伏关断器、功率优化器和微型逆变器是太阳能发电系统中的关键组件，它们在提高太阳能发电效率、优化系统性能以及保护设备安全方面发挥着重要作用。

光伏关断器是一种用于太阳能光伏电池阵列的开关设备，主要用于断开或连接电路，以控制电能的输送和分配。

通过及时关断和切换电路，光伏关断器可以确保太阳能系统在各种异常情况下的安全运行，如过流、过压、过温等。

功率优化器则可用于优化光伏发电系统的功率输出，以提高光伏电池的转换效率。

功率优化器能够追踪电池组件的最大功率点，并根据光照条件和电池组件的特性，自动调整工作点，使系统能够以最佳状态运行。

通过减少电池组件之间的电压不匹配和负载不匹配，功率优化器可以提高太阳能系统的总体发电效率。

微型逆变器是一种小型逆变器，可以将直流电能转换为交流电能，用于将光伏电池产生的直流电转换为适用于家庭和商业用途的交流电。

与传统逆变器相比，微型逆变器具有更小的尺寸和更高的灵活性，可以更好地适应多变的太阳能发电需求。

此外，微型逆变器通常具有更高的可靠性和可监测性，可以单独监测并控制每个光伏模块的发电效率。

综上所述，光伏关断器、功率优化器和微型逆变器在提高太阳能发电系统的效率、性能和安全性方面具有重要作用。

它们的应用可以最大限度地提高光伏电池组件的发电效率，并确保系统在各种异常情况下的安全运行。

随着太阳能技术的不断发展，这些组件的性能和功能还将不断改进和增强，为太阳能发电行业的发展做出更大的贡献。

1.2 文章结构文章结构部分主要介绍了文章的整体结构安排，以便读者能够清楚地了解文章的组织框架和内容安排。

本文按照以下结构来进行撰写和阐述：第一部分是引言，主要包括概述、文章结构和目的。

在概述中，将简要概括光伏关断器、功率优化器和微型逆变器的概念和作用。

在文章结构部分，将具体介绍文章的各个章节和大纲的组织结构。

目的部分将明确本文的撰写目的和意义，以及对相关技术和领域的研究和发展的推动作用。

英飞凌新一代控制器 XMC4000在三电平逆变器中的应用--北京晶川电子SEP. 2012三电平逆变器控制策略三电平逆变器的控制策略主要是 PWM 控制技术所谓 PWM 技术,就是利用半导体器件的开通和关断,把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列, 以实现变频、变压并有效地控制和消除谐波的一种技术。

目前常用 PWM 控制策略有:单脉冲控制方式多载波控制方式空间电压矢量(SVPWM 控制方式三电平逆变器通常采用矢量控制技术和直接转矩控制技术三电平逆变器的中点电位平衡是影响逆变器可靠性的关键因素之一设计中需要机、电、热、磁及其相互的耦合英飞凌控制器 XMC4000家族概况XMX4000家族主要资源XMC4000内核(Cortex-M4主要特点Cortex-M4内核特点:RISC 处理器:高性能 32位 CPU 、运算能力可达1.25DMIPS/MHzThumb-2®指令集:16/32位指令的最佳混合,提供最佳代码密度低功耗模式:集成的睡眠状态、多电源域、基于架构的软件控制嵌套矢量中断控制器 (NVIC:低延迟、低抖动中断响应、不需要汇编编程、以纯 C 语言编写的中断服务例程。

能完成出色的中断处理;工具和 RTOS 支持:广泛的第三方工具支持、Cortex 微控制器软件接口标准 (CMSIS、最大限度地增加软件成果重用,缩短新产品的上市时间调试和跟踪:包括 JTAG 和 SWD 模式、支持多处理器、实时跟踪ARM Cortex™-M4高效的信号处理功能与低功耗、低成本和易于使用的优点组合,可满足电机控制、汽车、电源管理、嵌入式音频和工业自动化以及新兴市场等灵活应用。

XMC4500产品的结构框架XMC4500产品的主要特性强大的运算能力Cortex-M4:32位 CPU ,工作频率 120MHz 集成 DSP 指令集单精度浮点运算单元 (FPU灵活的事件处理嵌套矢量中断控制器 (NVIC事件请求处理单元 (ERUDMA丰富的安全机制存储器保护单元 (MPU灵活的 CRC 校验单元 (FCEWDT片上存储器高达 1024KBytes Flash、 4KB 程序缓存(ICache 64KByte PSRAM, 64KBytes DSRAM32KBytes Communication RAMXMC4500产品的主要特性通信 /人机交互单元以太网控制器 3个通用串行单元(USIC MultiCAN (3个节点 USB OTGLEDTS SDMMC 接口外部总线接口(EBU模拟信号相关外设4核 ADC 、 12位精度、 28通道 4通道 Delta-Sigma 解调器 2路 DAC 、 12位精度驱动控制相关外设2 x CCU8 (捕获比较单元8 4 x CCU4(捕获比较单元4 2 x POSIF(位置信号接口单元其他RTC Die Temperature Sensor (DTS 芯片仿真支持 8个硬件断点, CoreSight, Trace支持 JTAG, SWD, 单线 Trace封装形式:PG-LFBGA-144, PG-LQFP-144, PG-LQFP-100 工作温度范围:-40℃–85 ℃ , -40 ℃ -125 ℃工作电压 : 3.2 – 3.6VXMC4500产品的关键特性——DMA 及 USIC DMA两个专用 DMA 单元以太网, USB 两个通用 DMA 单元12路 DMA 通道每通道均配置 FIFO (8-32Byte,–支持 Burst Mode可编程通道优先级分散-收集模式(Scatter-GatherUSIC可以软件灵活的配置为 UART (LIN、 SSC 、 IIC 、 IIS USIC 在 XMC4000系列中的新特性支持 Single/Dual/QuardSPI–支持最新的 Serial NAND Flash Serial NAND Flash»e.g. Spansion: S25FL032P支持最多8个片选信号生成–多个从设备访问–硬件自动根据配置选择片选信号XMC4500产品的关键特性——驱动控制外设驱动控制主要相关外设:多功能定时器CCU4 – Capture Compare Unit 4 CCU8 – Capture Compare Unit 8 POSIF –位置接口单元定时器:1个系统时钟(Cortex M4内核24位定时器,向下计数,自动重载CCU4每个 CCU4模块包含 4路 16位多功能定时器CCU8每个 CCU8模块包含 4路 16位多功能定时器XMC4000 定时器个数=1 + (CCU4模块数 X 4 + (CCU8模块数 X 4XMC4500产品的关键特性——CCU4XMC4500产品的关键特性——CCU8XMC4500产品的关键特性——CCU8XMC4500产品的关键特性——POSIF 特性包含两个模块每个模块支持增量编码器霍尔传感器多通道模式与 CCU4、 CCU8配合进行位置、速度的检测与CCU8配合进行直流无刷电机控制示例——增量编码器信号处理XMC4500产品的关键特性——模拟部分 DSDDelta-Sigma ADC转换精度高(过采样动态范围大ΔΣ 解调器 (DSD –特性4个 DSD 通道梳状滤波器及积分单元辅助梳状滤波器及比较器用于快速边界检测支持旋变激励信号生成及反馈信号处理载波信号生成单元载波消除信号延迟补偿以及同步积分中断信号产生及 DMA 支持 .ΔΣ 解调器 (DSD –应用隔离电流测量直接通过电阻测量相电流宽动态输入范围,在各种负载均能得到较高的转换精度过流保护及滤波功能多相电流同步采样可与 PWM 同步,且积分窗口可控,避开噪声旋变信号接口低成本激励信号生成反馈信号解调,自动载波解调及积分功能XMC4500产品的关键特性——模拟部分 ADCADC 电气参数内核个数4转换分辨率 12位精度 TUE +/-4LSB参考电压范围 1,0 – 3,65V 采样时间 min. 67ns 转换时间 min. 483ns @ 12Bit 双通道 DAC 单元:波形生成器功能:支持正弦、三角、自定义信号生成噪声信号生成 (12位伪随机数斜坡信号生成 (12位灵活的触发源DAC 定时器或外部信号( 8路支持连续数据传输(FIFO 、 DMAADC 主要特性:XMC4500在三电平逆变器中的应用——光伏逆变器三电平光伏逆变器结构框图XMC4500在三电平逆变器中的应用——光伏逆变器光伏逆变器应用资源需求 XMC4500资源特性光伏逆变器(三电平通过捕获比较单元 CCU8产生脉冲通过电流隔离△ -∑ 调制器测量相电流和热电压△ -∑ 调制器(DSD交错的 Buck/Boost整流功率因数校正(PFC 通过捕获比较单元 CCU4产生脉冲线同步通过捕获比较单元 CCU4做时间测量通过互联网做远程控制和数据采集以太网控制器(MAC 显示端口快速 SPI 接口(速度高达 20M 通过热插拔接口作数据访问服务 USB2.0 OTG接口电池供电的实时时钟 RTC 单元三电平光伏逆变器资源需求三电平光伏逆变器对 MCU 资源需求专用 PWM 单元 CCU80可最多硬件同步输出 16路 PWM信号,满足三电平逆变器需要 12路驱动 PWM 信号的特殊要求。