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高性能MCU在微型逆變器、數(shù)字電源場(chǎng)景中的應(yīng)用及解決方案

發(fā)布時(shí)間:2024-10-23 閱讀量:2424 來(lái)源: 我愛(ài)方案網(wǎng) 作者: bebop

在以碳化硅(SiC)及氮化鎵(GaN) MOSFET為代表的快速開(kāi)關(guān)器件大規(guī)模應(yīng)用的趨勢(shì)下,數(shù)字電源的效率和性能也達(dá)到了新的高度。這些新器件的特性,對(duì)電源控制MCU的算力也提出了新的要求,SiC及GaN器件的PWM開(kāi)關(guān)頻率可以輕松達(dá)到40kHz至數(shù)百kHz,為了充分發(fā)揮SiC及GaN器件的高頻開(kāi)關(guān)優(yōu)勢(shì),數(shù)字電源的控制頻率最好也能達(dá)到與功率器件PWM開(kāi)關(guān)頻率同頻,甚至成倍提高的更高頻率。這就要求MCU的算力相比當(dāng)前產(chǎn)品成倍增加,計(jì)算時(shí)間大幅縮短。

在此背景下,我愛(ài)方案網(wǎng)分析師配合原廠,推出滿足高性能數(shù)字電源控制的多種芯片及實(shí)戰(zhàn)方案,涵蓋高頻單相/三相有源整流器及功率因數(shù)矯正電路(PFC)、數(shù)字有源濾波器(APF)及并網(wǎng)光伏、微型逆變器等高性能應(yīng)用。

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方案一:基于STM32G474的400W微型逆變器方案



方案規(guī)格:


1. Vin(標(biāo)準(zhǔn)輸入電壓):36V

2. Vin_max(最大輸入電壓):55V

3. Vin_min(最小輸入電壓):18V

4. MPPT范圍:20V至40V

5. Iin(標(biāo)稱輸入電流):12A

6. Imax(最大輸入電流):18A

7. Vbus(DC-DC標(biāo)稱輸出電壓):380V

8. Vbus_max(DC-DC最大輸出電壓):400V

9. Vac(交流標(biāo)稱輸出電壓):110VAC/60Hz、220VAC/50Hz

10. Iac(交流最大輸出電流):1.8A/220VAC、3.6A/110VAC

11. Pac(最大輸出功率):400W


方案優(yōu)勢(shì):


1. 電源應(yīng)用 : 400W Microinverter 

2. 數(shù)位控制 (主控制芯片 : STM32G474 )

3. 使用單一 MCU做 MPPT 與 Inverter 控制功能

4. 使用 PLL 鎖相環(huán)進(jìn)行環(huán)路控制

5. 隔離型 MPPT 符合規(guī)范需求

6. 采用ST第三類 SiC半導(dǎo)體,高頻操作縮小體積 

7. 太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成交流電并回電網(wǎng)


方案二:基于HC32F334的500W光伏微型逆變器方案


方案規(guī)格:

?  PV電壓范圍:25~60V

?  電網(wǎng)電壓:200~240V @50Hz

?  最大輸出功率:500W

?  開(kāi)關(guān)頻率:60kHz~200kHz

?  峰值效率:94.7%

?  入網(wǎng)電流THD:3.2% @Vpv=45V 500W

?  PF:>0.99


方案優(yōu)勢(shì):

?  基于自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字電源控制器方案

?  高性能主控芯片HC32F334

?  交錯(cuò)反激采用谷底開(kāi)通斷續(xù)模式,提高系統(tǒng)效率

?  交錯(cuò)反激輸出饅頭波,減小反激輸出母線電容

?  全橋逆變采用工頻開(kāi)關(guān),提高系統(tǒng)效率

?  經(jīng)典擾動(dòng)式MPPT環(huán),快速準(zhǔn)確找到MPPT點(diǎn)

?  保護(hù)功能齊全:輸出過(guò)流,輸入反激過(guò)流保護(hù),反激輸出電壓過(guò)壓保護(hù)等

?  效率高達(dá)94.7%


方案三:基于小華HC32F334的兩路交錯(cuò)無(wú)橋圖騰柱TCM_PFC方案



方案規(guī)格:

?  輸入電壓:AC 176-264V

?  輸出電壓:DC 420V

?  功率:1600W

?  峰值效率:98.5%

?  頻率范圍:22.2kHz-300kHz

?  PFC功率因素:峰值0.999

?  THDI:2.5%@220V


方案優(yōu)勢(shì):

?  基于自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字電源控制器方案

?  高性能主控芯片HC32F334

?  全輸入電壓范圍軟開(kāi)關(guān)

?  低成本電流檢測(cè)方案

?  領(lǐng)先的三角波TCM變頻控制模式

?  輸入過(guò)流保護(hù),輸出過(guò)壓保護(hù),電感電流正向OCP、負(fù)向OCP保護(hù)

?  效率高達(dá)98.5%

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