为应对气候变化、缓解能源紧张，世界各国正推动化石能源体系向低碳能源体系转变，光伏电站是目前极具发展潜力的绿色电力开发项目。光伏逆变器作为光伏电站的转换设备，其功能在整个电站中起着重要作用，近年来得到快速发展。根据WoodMackenzie数据，预计到2025年全球光伏逆变器市场空间将达到300GW，对应市场规模达180亿美元。
光伏逆变器是光伏发电系统主要部件之一，它连接光伏方阵和电网，控制电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，是确保光伏电站长期稳定运行的关键。光伏逆变器在整个光伏系统中成本占比虽不高，约8~10%，但却承担着整个系统的交直流转换、功率控制、并离网切换等重要功能，并负责整个光伏系统的智能化控制，起着至关重要的作用。

光伏逆变器的目的是用最大功率点追踪（MPPT）技术来从太阳能板抽取最大可能的功率，将清洁能源反馈到电网，这就需要功率级电压和电流必须被准确采样，并且需要为DC/DC和DC/AC中的电源开关准确生成脉宽调制(PWM)，这些功能的实现都需要主控MCU来协助。同时，MCU也为逆变电路提供过载、短路保护，以及更多智能化功能，包括外界通讯、数据传输、人机交互等，MCU无疑是光伏发电控制逆变系统中不可或缺的核心部件。目前雅特力AT32F435、AT32F403A、AT32F421等产品系列已成功应用在光伏逆变器应用中。

AT32 MCU在光伏逆变器中的应用

逆变驱动

• AT32F435凭借288MHz超高主频及丰富高性能外设优势，可以高效地处理逆变器的复杂控制演算法，替代DSP，实现降本增效
  

• 3个高级计时器可输出三相互补PWM波形，满足正弦波逆变需要的高频波形

• 3个高达5.33Msps采样率的12位高速ADC，更有助于精准测量面板的电压和电流，满足逆变器驱动电路所需的高精度控制要求

通讯和HMI

• AT32F403A主频高达240MHz，SRAM最大可配置224KB，可以高效地处理各类通讯和HMI交互，满足逆变器与外界通讯、人机交互等更多智慧化控制的需求

• SPIM可接QSPI flash，传输速率最高可达90MHz，可快速存储日志等资料

监控模组

• AT32F421主频高达120MHz，1个取样速率高达2Msps的12位15通道高速ADC，充分满足高速获取资料的需求，最大限度缩短光伏系统的关断时间，确保系统安全。

雅特力AT32 MCU光伏逆变器具有智能、安全、高效、高可靠性等特点，能够提升电能质量，为电网提供更加稳定、谐波含量较少的纯净电流，同时保障电网安全稳定，提升系统发电效率。AT32 MCU以其高效能、高稳定性、高性价比的优势，打造了更安全、高效、智能的光伏应用方案，助力社会绿色低碳可持续发展。

新能源建设进入发展快车道，逆变器市场需求放量

目前我国“新能源”发电和电网建设已进入发展快车道，以风电、光伏、水电、新型储能技术为代表的新能源电力体系将很快上升为产业主体。“十四五”期间，我国光伏、风电等新能源装机容量将快速提升，逆变器出货量将随之大幅增长。根据未来智库的分析报告，叠加光伏及储能两方面的需求，预计2025年全球逆变器新增市场规模可达969亿元，市场空间快速增长。

由于交流电在高压传输时比直流电更为高效，应用场景也更加广泛，因此随着新能源产业的兴起，太阳能等产生的大量直流电源需要转变为交流电并入电网，或者由锂、氢等储能电池或电瓶输出的低压直流电需要转换为220V交流电以供交流设备使用。逆变器作为新能源电力系统中DC/AC转换关键设备，直接影响能源转换效率、系统运行稳定性和设备寿命，在整个供电系统中占有重要地位，多应用于光伏电站、新能源汽车、户外用电、应急电源等场景。

基于N32G457的逆变器应用案例

逆变器是基于电压逆变工作原理将DC转化为AC的一种特殊变压器，通常由逆变桥、控制逻辑和滤波电路等部分组成，而MCU作为逆变器主控制芯片，在控制逻辑电路中起到非常关键的作用。例如，通过MCU集成的先进模拟控制外设可实现更高的控制精度，在逆变器中实现更低的延迟、更低的总谐波失真（THD）和更高的输出电能质量；通过MCU集成功能还可缩减整个逆变控制电路尺寸和减少外围器件使用量，从而降低系统BOM成本。

国民技术在新能源应用领域持续发力，以增强工业级通用MCU芯片等高效产品和应用解决方案不断提升电力能源管理效率，为新能源产业发展添砖加瓦。推出的N32G457系列是一款具有高性能、高集成、高可靠等优势特点的通用MCU，在储能逆变器、充电桩、汽车BMS等产品上得到广泛应用。

下图是基于N32G457系列通用MCU实现的一个车载逆变器应用方案结构框图。该逆变器将车载电瓶的12VDC转换为220V纯正弦波AC供负载设备使用，输出功率可达1200W。该车载逆变器具有启动速度快、转换效率高，带负载适应性与稳定性强的特点，产品具备短路、过载、过/欠电压、超温等保护功能，安全性能好。

N32G457系列MCU在逆变器应用中的优势特性：

■ 32位高性能ARM Cortex-M4F内核，运行主频高达144MHz，144KB的SRAM可实现逆变器高效控制算法计算和处理。

■ 内置高性能模拟接口，4个12bit 5Msps高速ADC支持差分模式，4个轨到轨运算放大器等，满足电流电压采样和检测的高速A/D转换需要。

■ 通讯接口丰富，芯片配置了7个串口，3个SPI接口，4个I2C接口，2个CAN总线接口等，丰富的主通讯接口能够适应与数码管显示屏等各种不同设备的通信要求。

■ 高精度的定时器资源，包含2个高级定时器，每个定时器有4个独立的通道，其中3个通道支持6路互补PWM输出，最高控制精度6.9nS，提供逆变器驱动电路需要的控制精度。

■ 高可靠性，芯片-40℃至105℃的工作温度，在户外各种恶劣天气条件下长期稳定工作。

■ 内置密码算法硬件加速引擎，实现硬件级安全，保护用户核心知识产权。

国民技术具有工业控制核心器件的全面支撑能力，凭借在产品技术创新、品质管控、稳定供货与本土化服务等方面的领先优势，在工业领域以优质MCU产品及解决方案助力合作伙伴实现更多创新应用并取得了优异成绩，N32系列32位工业增强级MCU等产品已在数字能源、工业电器、工业机器人、工业打印机商显、智能楼宇、交通等方面获得行业标杆客户批量应用。目前，国民技术正在与更多工业领域伙伴携手，进一步扩大合作伙伴生态圈，赋能我国工业数字化转型与升级发展。