选择合适逆变器方案需要考量的三个重要因素,附英飞凌、ST高效逆变器方案!

科技   2024-11-27 17:00   广东  
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摘要:逆变器的效率主要取决于设计方法和质量。高质量的转换器效率大约为85-90%,由于系统中存在的热量、布线和其他电子部件,有可能会导致一定的能量损失。因此,选择合适的逆变器对于电气系统的高效运行至关重要。以下是做出决定时需要考虑的一些重要因素:
  • 功率要求和负载容量。确定设备的功率要求,并确保转换器能够处理最大负载,选择与电力需求相匹配的转换器以避免系统过载或利用不足很重要。
  • 转换器的效率。评估各种转换器的效率额定值,寻找具有更高额定效率的转换器,才能确保最佳的能量转换。
  • 与特定应用需求的兼容性。不同的应用可能对其电源有特定的要求。例如,一些应用可能改进型正弦波输出就能满足需求,而另一些应用可能需要纯正弦波输出。转换器的选择要能够在合理成本基础上兼顾各种应用需求,避免出现兼容性的问题。
根据实现拓扑,光伏逆变器又可分为微型逆变器、组串式逆变器或集中式逆变器等。通常,单台逆变器功率为5KW到200KW,将逆变器并联后,总功率可达到20MW。
组串式逆变器基于两级电路转换。首先,DC / DC变换单元将可变直流电压转换为固定直流电压,同时通过最大功率点追踪(MPPT)技术从光伏板中提取最大功率。然后,DC / AC变换单元将直流电转换成与电网兼容的交流电。大部分逆变器采用无变压器或非隔离变压器设计。一般而言,两电平拓扑或三电平拓扑(三相组串式)都可用于光伏系统实现功率转换,然而三相组串式因效率更高更受市场欢迎。
由英飞凌公司提供的三相组串式逆变器设计方案支持高达200KW的功率,产品中包含英飞凌CoolSiC Easy模块和三电平Easy模块,可实现出色的功率密度和高制造便利性。Easy模块包含EasyPIM、EasyPACK和EasyDUAL,涵盖600V/650V/1200V电压,6A至200A电流的全功率范围。在工作过程中,所有功率开关都需要与之配合的栅极驱动器,而所有栅极驱动器都需要相应的控制。为此,英飞凌还为逆变器设计方案提供了相应的EiceDRIVER栅极驱动器以及XMC微控制器。
三相组串式逆变器系统框图(图源:Infineon)
微型逆变器(Microinverter)是一种先进的太阳能组件,能够将太阳能板产生的直流电(DC)转换为可供家庭和商业设施直接使用的交流电(AC)。该设备能够在单个模块层面实现电力转换和发电效率的优化,所产出的交流电具有更高的安全性和系统扩展潜力。各个微型逆变器的输出交流电可以被汇集起来,并输入电网或储存在电池中,非常适合用于住宅、商业建筑或其他空间受限的小型场合。

我爱方案网可提供基于STM32G474的400W微型逆变器方案和小华HC32F334光伏微型逆变器方案

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方案规格:


1. Vin(标准输入电压):36V

2. Vin_max(最大输入电压):55V

3. Vin_min(最小输入电压):18V

4. MPPT范围:20V至40V

5. Iin(标称输入电流):12A

6. Imax(最大输入电流):18A

7. Vbus(DC-DC标称输出电压):380V

8. Vbus_max(DC-DC最大输出电压):400V

9. Vac(交流标称输出电压):110VAC/60Hz、220VAC/50Hz

10. Iac(交流最大输出电流):1.8A/220VAC、3.6A/110VAC

11. Pac(最大输出功率):400W


方案优势:


1. 电源应用 : 400W Microinverter 

2. 数位控制 (主控制芯片 : STM32G474 )

3. 使用单一 MCU做 MPPT 与 Inverter 控制功能

4. 使用 PLL 锁相环进行环路控制

5. 隔离型 MPPT 符合规范需求

6. 采用ST第三类 SiC半导体,高频操作缩小体积 


小华HC32F334光伏微型逆变器


本参考设计基于小华HC32F334数字电源芯片完成了交错反激式微型逆变器的应用方案开发,验证了HC32F334芯片完全能够胜任模拟与数字相结合、需要复杂PWM发波的数字电源应用场景;高效的系统设计、出色的性能指标以及完整的故障保护机制,验证了小华HC32F334芯片针对数字电源设计的优异性能。


方案规格


  PV电压范围:25~60V

  电网电压:200~240V @50Hz

  最大输出功率:500W

  开关频率:60kHz~200kHz

  峰值效率:94.7%

  入网电流THD:3.2% @Vpv=45V 500W

  PF:>0.99


方案优势


  基于自主知识产权的数字电源控制器方案

  交错反激采用谷底开通断续模式,提高系统效率

  交错反激输出馒头波,减小反激输出母线电容

  全桥逆变采用工频开关,提高系统效率

  经典扰动式MPPT环,快速准确找到MPPT点

  保护功能齐全:输出过流,输入反激过流保护,反激输出电压过压保护等

  效率高达94.7%


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