抱负的太阳能光伏逆变器怎么造？
我要评论全球动力职业正处在一场继续而深化的革新之中——即从化石燃料动力，向可再生动力的改变。这个进程虽然弯曲，可是关于大趋势咱们早已有了一致，加之近年来。智能电网。、储能体系等要害技能的开展，进一步扫清了可再生动力布置和使用的妨碍，其未来的开展势头将更为迅猛。
依据世界动力署（IEA）新近发布的《2024年可再生动力》陈述，2024年至2030年期间，全球将添加超越5,500GW的可再生动力装机容量，几乎是2017年至2023年增幅的三倍，到时可再生动力将满意全球近一半的电力需求。
从技能视点来看，在各个可再生动力类别中，太阳能的开展非常抢眼——从。图1。可以看到，其增加曲线更为“峻峭”——估计从现在到2030年，太阳能光伏发电将占全球可再生动力发电量增加的80%。
图1：全球可再生动力开展趋势。
（。资料。来历：IEA）。
之所以太阳能光伏发电如此受追捧，是因为其具有三个明显的优势：
1。
易获取：能量来自于继续不断供能的太阳，相较于其他可再生动力，受环境要素影响更小，获取也更为便当。
2。
零排放：电能由太阳能光伏面板转化而来，更为清洁，有利于“双碳”方针的完结。
3。
低本钱：光伏发电体系建造和布置的归纳本钱较低，适用于大、中、小、微各类装机容量，并且建成后的发电和保护本钱也较低。
正因为上述这些优势，太阳能光伏基础设备的建造和布置热度不减，除了传统的大型太阳能发电厂，近年来面向家庭（如房顶太阳能发电）和公用设备（如太阳能路灯）的分布式光伏设备也是遍地开花，由此也带旺了整个太阳能光伏职业上下游的工业。
光伏。逆变器。商场趋势。
众所周知，在整个光伏体系中，处于中心位置的便是太阳能光伏逆变器，其作用是将光伏太阳能板发生的可变直流电压，转化为市电频率沟通电，并入电网或许直接离网。供电。。
光伏逆变器一般分为集中式、组串式、微型几种类型。其间集中式光伏逆变器支撑高功率场景，一般使用在大型光伏电站中，商场定位比较“高冷”。而与之相较，微型和组串式逆变器多用于中、小容量的供电，定位更为“亲民”，也是近年来光伏逆变器商场上的抢手。
其间，微型光伏逆变器首要用于住所发电，一起也广泛使用于路灯和交通灯等城市基础设备的供电，未来的商场潜力巨大。而组串式逆变器具有灵敏且易于装置的特色，可依据使用的要求“组合”出不同功率等级的解决计划，很好地符合了光伏逆变器商场“单套设备功率等级/功率密度不断进步，单价和体积却越来越小”的需求，因而渐成光伏逆变器商场的干流，近年来组串式逆变器的新增装机容量现已超越了集中式逆变器。
由此，敏锐的。厂商。在未来必定会将微型和组串式逆变器作为商场发力点。
图2：组串式（下）和集中式（上）逆变器比较。
（图源：安森美。）。
光伏逆变器的开发应战。
想要做好太阳能光伏逆变器的开发，首要需求了解其功用和架构。以组串逆变器体系为例，其首要架构包含三个部分：
太阳能电池板阵列。
完结光伏能量转化，输出直流电压。
DC/DC。升压。转化器。
将光伏电池板的输出电压进步至直流链路作业电平；一起完结MPPT（极大功率点盯梢）功用，在不同的环境和光照条件下完结更优的光伏发电量。
DC。/。AC。逆变器。
将直流链路中的直流高压，转化为市电沟通电压，驱动本地负载或并入公共电网。
图3：光伏逆变器功率转化架构。
（图源：安森美）。
不过，假如你认为上述几个部分便是光伏逆变器的悉数，那就想得太简略了。实践上，图3。仅展现了作为光伏逆变器体系中心的大功率转化部分，一个完好的光伏逆变器想要完结准确、高效且安全、牢靠的功率转化，还要有传感监测、操控、。栅极驱动。、。电源办理。，以及。通讯接口。等功用电路的支撑（如。图4。），是一个比较复杂的体系，规划时需求考量的要素也许多。
图4：光伏逆变器体系架构。
（图源：安森美）。
了解了太阳能光伏逆变器体系架构，在确认规划蓝图之前，还要进一步掌握其开展的技能趋势，这样才会让自己的规划不“掉队”且具有满意的竞争力。
详细来讲，当今光伏逆变器的技能趋势有三点：
1。
第三代宽禁带。半导体。器材（如SiC）的引进。与传统的硅基。MOSFET。/。 IGBT。比较，SiC器材可以供给更大的功率密度、更高的功率、更小的尺度、更超卓的热功用，在高电压使用中可简化拓扑结构，进步体系功用，是未来开展的大方向。因而，掌握SiC器材的使用开发，是光伏逆变器。开发者。的必修课。
2。
更高的直流母线电压成为趋势。跟着大功率需求的不断增加，选用1500V代替传统1100V母线电压的光伏逆变器，可以有用减小电流、下降给定功率下的互连本钱，支撑更高功率的使用。当然，这也必然引发相关。元器材。和组件的晋级。
3。
跟着使用场景的多元化，光伏逆变器的拓扑也走向多样化。这就要求开发者有才能在需求、功用、本钱等许多要素之间进行权衡，依据实践要求挑选更适宜的解决计划。
综上所述，想象你是一个光伏逆变器的规划工程师，摆在你面前的有多重应战：既要应对体系规划的复杂性，又要面临使用场景的多样化，还要重视技能开展趋势，此外也要依据实践方针使用，在可行性和经济性等方面进行权衡……这样的作业并不轻松。
光伏逆变器一站式解决计划。
怎么让不轻松的作业变轻松？这是一个痛点，也是一个显示实力的时机。这样的时机，安森美 (onsemi。)。掌握住了！
为了减轻开发者的作业负荷，缩短。产品。的研制周期，安森美和Würth Elektronik联手，面向微型和组串式太阳能逆变器研制，推出了一站式的解决计划。
图5：安森美和Würth Elektronik协作推出的光伏逆变器解决计划。
（图源：安森美）。
仔细观察，咱们会发现：所谓“一站式”解决计划，并未虚名，而是有“真材实料”。
首要，从。图5。可以看出，这个解决计划涵盖了光伏逆变器体系的各个部分，非常全面这首要得益于安森美丰厚的产品线，不只可以供给功率集成模块 （。PI。M)、SiC分立器材、IGBT等中心功率器材，还包含配套的栅极驱动器、传感、操控、外设。电源。，以及。通讯。与。接口。等产品，可谓是360°无死角掩盖。
其次，在计划中整合无源元件是一大亮点，也是一个明显的差异化优势。以往半导体公司供给的解决计划，一般仅专心于有源器材，而在实践规划进程中，配套无源元件的选型、体系匹配，会占用开发者很多的时刻和精力，有时候还会成为“丧命”的瓶颈。而。闻名。大功率无源和机电元件制造商Würth Elektronik的参加，令这项作业大为简化，并且其在。电磁兼容。性方面的专业知识，还可保证客户在从家用到。工业。使用的各种功率等级的产品上，都取得牢靠的功用。
再有，这个太阳能光伏逆变器计划还具有极强的可扩展性，以满意不同使用场景、不同功率等级、不同拓扑结构的规划要求。不论是选用分立器材仍是PIM模块化规划，不论是选用高性价比的硅基器材仍是先进的SiC计划，不论是聚集于大功率转化功用仍是寻求完好的体系级计划，你都可以从这一计划的中，找到对应解决之道。
表1：安森美和Würth Elektronik光伏逆变器解决计划BOM中的要害元器材。
（图源：安森美）。
光伏逆变器BOM中的亮点。
值得一提的是，安森美和Würth Elektronik光伏逆变器解决计划不只从全体来看具有明显的差异化优势，并且假如深化探求计划的BOM（见。表1。），也会发现其间每一颗“料”都极具特色，可圈可点。
比方用于DC-DC转化的预充电（Precharger）功用的NDSH50120C SiC。二极管。，得益于SiC资料超卓的功用及安森美共同的工艺，该SiC二极管无反向恢复。电流。、开关特性不受温度影响，且具有超卓的热功用，在供给超卓的开关功用一起，还具有比硅器材更佳的牢靠性，关于进步体系功率、进步作业频率、进步功率密度、下降EMI、减小体系尺度并下降本钱而言大有协助。
并且，NDSH50120C与硅基解决计划有很好的“兼容性”，这意味着无需对。电路规划。进行大的改动，即可将SiC器材的功用优势引进到体系计划中，令体系功用得到很好的改进。
图6：NDSH50120C SiC二极管。
（图源：安森美）。
在安森美和Würth Elektronik光伏逆变器解决计划中，另一颗值得重视的器材是NCD57100栅极驱动器。
咱们知道，在功率电子体系中，栅极驱动器的人物非常要害，它是低压。操控器。和高功电路之间的缓冲电路，其作用是将操控器的低压。信号。转化为更高电压的驱动信号，并供给驱动电流，然后完结功率器材高效而牢靠地导通和关断。
NCD57100栅极。驱动器。是大电流单通道IGBT驱动器，具有内部电阻隔功用，包含互补输入、开漏毛病和RE。AD。Y输出。NCx5710y类型可在输入侧供给5V和3.3V信号，驱动器侧具有宽偏置电压规模，包含负电压才能。该栅极驱动器首要的特性包含：
在米勒平整电压下具有大电流输出（±7A）。
准确匹配，传达推迟时刻短。
DESAT，带软关断。
有源米勒钳位和负栅极电压。
高瞬态、高电磁抗扰度。
5kV电阻隔。
从上述功用可以看出，关于进步光伏逆变器的体系功率和牢靠性，NCD57100栅极驱动器是一个不可或缺的存在。
图7：NCD57100栅极驱动器。
（图源：安森美）。
本文小结。
太阳能光伏发电现已成为全球可再生动力的中坚力量；相应地，太阳能光伏逆变器也已开展成为动力职业中炙手可热的抢手产品。打造出抱负的太阳能光伏逆变器，也随之成为一种刚需。
安森美不只可以供给丰厚的半导体器材产品组合，还与Würth Elektronik协作推出了一站式的太阳能光伏逆变器解决计划，为这一范畴的开发者赋能。假如你也想在可再生动力的赛道中，取得更大的加速度，一起来了解一下吧——。
相关技能资源。
安森美和Würth Elektronik太阳能逆变器解决计划，
NDSH50120C SiC二极管，
NCD57100栅极驱动器，