光伏逆变器

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。

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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。


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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。

来源:AT32 MCU 雅特力科技

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台达的三相光伏逆变器得益于SiC技术的高能效

推动高能效创新的安森美半导体(ON Semiconductor,美国纳斯达克上市代号:ON),推出一款适用于 太阳能逆变器应用 全SiC功率模块,该产品已被全球领先的电源和热管理方案供应商台达选用,用于支持其M70A三相光伏组串逆变器。

NXH40B120MNQ系列全SiC功率模块集成了一个1200 V、40 mΩ SiC MOSFET和具有双升压级的1200 V,40 A SiC升压二极管。 SiC技术的使用提供了实现太阳能逆变器等应用中所要求高能效水平所需的低反向恢复和快速开关特性。

安森美半导体先进电源分部高级副总裁Asif Jakwani说:“碳化硅技术有潜力变革能源市场。安森美半导体开发的全SiC集成功率模块解决了太阳能逆变器在提升功率水平下对更高系统能效的需求,并证实SiC技术的成熟。”

台达光伏逆变器事业部主管Raymond Lee说:“我们专注于提供创新、清洁和节能的方案,以打造更美好的明天,我们一直在寻求与可帮助我们实现最高能效、减小产品体积和重量并满足全球太阳能光伏市场需求的供应商合作。选用安森美半导体的全SiC功率模块用于我们的M70A 70kW三相光伏组串逆变器,因为它们提供同类最佳的性能,再结合我们在高能效电力电子领域的独特专知,使我们的产品能实现高达98.8%的峰值能量转换能效。”

作为安森美半导体不断增长的基于宽禁带(WBG)技术的功率集成模块(PIM)阵容的一员,NXH40B120MNQ集成度高,引脚分配针对逆变器设计进行了优化。 通过使用SiC器件,功率模块提供低导通和开关损耗,从而支持使用更高的开关频率,有助于提高逆变能效。 这些模块易于使用,可根据客户的喜好,采用无焊压合连接和客户定义的热接口选项。

NXH40B120MNQ全SiC电源模块有2通道和3通道版本,还有2通道模块NXH80B120MNQ0,集成了一个1200 V、80 mΩ SiC MOSFET和1200 V、20 A SiC二极管。

更多资源及文档:

登陆页: 太阳能方案 宽禁带方案

视频: 太阳能家居和电池储能演示

关于安森美半导体

安森美半导体(ON Semiconductor,美国纳斯达克上市代号:ON)致力于推动高能效电子的创新,使客户能够减少全球的能源使用。安森美半导体领先于供应基于半导体的方案,提供全面的高能效电源管理、模拟、传感器、逻辑、时序、互通互联、分立、系统单芯片(SoC)及定制器件阵容。公司的产品帮助工程师解决他们在汽车、通信、计算机、消费电子、工业、医疗、航空及国防应用的独特设计挑战。公司运营敏锐、可靠、世界一流的供应链及品质项目,一套强有力的守法和道德规范计划,及在北美、欧洲和亚太地区之关键市场运营包括制造厂、销售办事处及设计中心在内的业务网络。更多信息请访问http://www.onsemi.cn

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