德州儀器 （TI） 的太陽能微型逆變器解決方案

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

太陽能微型逆變器 | 太陽能電池板系統(tǒng)設(shè)計(jì)

太陽能微型逆變器原理方框圖

與網(wǎng)格相連的光伏 （PV） 安裝通常使用與組串式逆變器串聯(lián)的模塊陣列。微型逆變器這一快速成長(zhǎng)的架構(gòu)可將 PV 模塊的功率轉(zhuǎn)換至交流電網(wǎng)，通常用于 180-300W 范圍內(nèi)的最大輸出功率。微型逆變器的優(yōu)勢(shì)在于易于安裝、局部最大功率點(diǎn)跟蹤 （MPPT） 以及為故障提供穩(wěn)健性的冗余。

逆變器的核心為可通過微控制器或 MPPT 控制器執(zhí)行的 MPPT 算法。該控制器執(zhí)行所需的高精度算法，以便在調(diào)整 DC-DC 和 DC-AC 轉(zhuǎn)換以生成電網(wǎng)輸出交流電壓的同時(shí)將面板保持在最大功率提取點(diǎn)。此外，該控制器負(fù)責(zé)電網(wǎng)的頻率鎖定。該控制器還被編程為執(zhí)行所有電源管理功能必須的控制循環(huán)。PV 最大輸出功率取決于工作條件且每時(shí)每刻都由于溫度、陰影、污濁程度、云量和時(shí)間等原因在不斷變化，因此，跟蹤和調(diào)整此最大功率點(diǎn)是一個(gè)持續(xù)的過程。該控制器包含高級(jí)外設(shè)，如用于執(zhí)行控制循環(huán)的高精度 PWM 輸出和 ADC。該 ADC 測(cè)量 PV 輸出電壓和電流等變量，然后根據(jù)負(fù)載更改 PWM 占空比，從而調(diào)節(jié) DC/DC 轉(zhuǎn)換器和 DC/AC 轉(zhuǎn)換器。復(fù)雜計(jì)劃用于跟蹤部分陰影 PV 模塊中的實(shí)際最大偶數(shù)。

專為在單個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)讀取 ADC 和調(diào)整 PWM 而設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)處理器非常具有吸引力。簡(jiǎn)單系統(tǒng)的通訊可由單個(gè)處理器進(jìn)行處理，對(duì)于具有復(fù)雜的監(jiān)控報(bào)告功能的復(fù)雜系統(tǒng)可能需要使用輔助處理器。電流感應(yīng)通過磁通門傳感器或分流電阻器執(zhí)行。為安全起見，可能需要將處理器與電流和電壓及連接外界的通信總線隔離開來。包含集成隔離的 Δ-Σ 調(diào)制器非常具有吸引力。可處理較高電壓并包含集成感應(yīng)的 MOSFET/IGBT 驅(qū)動(dòng)器也非常具有吸引力。偏置電源使用 DC-DC 轉(zhuǎn)換器為逆變器上的電子元件提供電源。有時(shí)也包含通訊功能，這樣用戶便可監(jiān)控轉(zhuǎn)換器、報(bào)告功率和工作條件并提供固件更新。通常會(huì)使用電力線通信 （PLC） 以減少有線或無線（藍(lán)牙、ZigBee/IEEE802.15.4、6loWPAN）聯(lián)網(wǎng)選項(xiàng)。