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  隨著全球能源危機(jī)不斷加劇，太陽能作為一種綠色、可再生的能源逐漸受到人們的關(guān)注。在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，光伏逆變器的作用不可或缺，它可以將太陽能電池板所發(fā)的直流電轉(zhuǎn)化成家電使用的交流電。光伏逆變器從類型上可分為集中式逆變器、組串式逆變器、集散式逆變器、微型逆變器四類，其中微型逆變器憑借高能量利用率和易于維護(hù)等特點(diǎn)備受歡迎，市場前景廣闊。

針對這些趨勢，瑞薩電子推出了并網(wǎng)太陽能微型逆變器解決方案，該方案集成了公司旗下高性能MCU以及其他關(guān)鍵電源和模擬器件，每個系統(tǒng)單元僅處理數(shù)十伏直流電，但所有直流電都并聯(lián)連接，這最大限度地減少了潛在的安全隱患。

  系統(tǒng)框圖

  器件介紹

  本方案核心采用的RA6T2 MCU基于240MHz的Arm® Cortex®-M33內(nèi)核設(shè)計(jì)，具有針對高性能和高精度電機(jī)控制而優(yōu)化的外設(shè)，可在提高性能的同時降低材料清單(BOM)成本。不僅如此，RA6T2 MCU還內(nèi)置了可根據(jù)輸入電壓范圍設(shè)置增益的放大器，并將檢測異常電壓輸入和過電流的比較器等外部模擬元件整合在內(nèi)。此外，該產(chǎn)品采用的高分辨率PWM，能夠?qū)崿F(xiàn)對DC/DC、DC/AC轉(zhuǎn)換的高精度控制。

  在穩(wěn)壓器的選型上，本方案應(yīng)用了RAA211250同步降壓穩(wěn)壓器，其支持4.5V至30V的輸入電壓范圍和可調(diào)輸出電壓，可以提供高達(dá)5A的連續(xù)輸出電流，具有卓越的負(fù)載和線路調(diào)節(jié)性能。RAA211250使用峰值電流模式控制架構(gòu)。其PWM開關(guān)頻率是可編程的，以提供瞬態(tài)響應(yīng)和效率之間的最佳平衡。它還支持PFM操作和DEM，以最大限度地提高輕負(fù)載效率，此外還支持外部偏置LDO輸入，能夠進(jìn)一步降低整個負(fù)載范圍的功耗。調(diào)節(jié)器還具有內(nèi)部環(huán)路補(bǔ)償電路，以減少外部部件數(shù)量和BOM成本。

  對于模擬隔離放大電路部分的設(shè)計(jì)，瑞薩太陽能微型逆變器解決方案采用了PS8352AL2光耦合器，它集成了高精度ΔΣA/D轉(zhuǎn)換器、高速響應(yīng)和高亮度效率的GaAIAs發(fā)光二極管以及高精度D/A轉(zhuǎn)換器，具有高共模瞬態(tài)抑制(CMTI)和高線性度(非線性)，專為電流和電壓傳感而設(shè)計(jì)。

  除此之外，本方案采用了MOSFET、IGBT和驅(qū)動器等一系列高性能功率半導(dǎo)體產(chǎn)品，包括RJK1002DPN-A0功率MOSFET、RBN75H65T1FPQ-A0 IGBT、PS9402光耦合隔離器以及ISL89163 MOSFET驅(qū)動器等。其中，PS9402光耦合隔離器專為高共模瞬態(tài)抗擾度(CMR)、高輸出電流和高開關(guān)速度而設(shè)計(jì)，其在芯片上集成了輸入側(cè)的GaAlAs LED和輸出側(cè)的光電二極管、信號處理電路和功率輸出晶體管，具有去飽和檢測和主動式米勒箝位功能，可增加電路的安全性。得益于這些產(chǎn)品的性能，本方案能夠顯著提高電源的轉(zhuǎn)換效率。

  大力發(fā)展、利用綠色能源已經(jīng)成為全球企業(yè)的共識。作為綠色能源的積極推進(jìn)者，瑞薩電子不僅在工廠大面積鋪設(shè)太陽能板以實(shí)際行動支持綠色能源應(yīng)用，還圍繞著風(fēng)能與太陽能的發(fā)電-使用-存儲各個應(yīng)用環(huán)節(jié)推出了多種器件和解決方案，為綠色能源發(fā)展提供支撐。此次推出的并網(wǎng)太陽能微型逆變器方案能夠以一種“簡單、高效、高性價比”的方式助力太陽能的使用開發(fā)，未來瑞薩還將為客戶提供更多低功耗、高效率的產(chǎn)品和解決方案，為打造綠色可持續(xù)的地球生態(tài)而努力!