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 Δ-Σ 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。有时也包含通讯功能，这样用户便可监控转换器、报告功率和工作条件并提供固件更新。通常会使用电力线通信 （PLC） 以减少有线或无线（蓝牙、ZigBee/IEEE802.15.4、6loWPAN）联网选项。