ADSP-CM41x為光伏逆變器帶來(lái)革命：體積減半、成本要接近火電

　　現在全球光伏(PV)逆變器增長(cháng)很快，下一步正在使太陽(yáng)能等新能源價(jià)格與煤電相同或更低。不久前，世界第三大逆變器公司——Solar Edge在網(wǎng)上展示了他們的神器——HD-Wave，使光伏發(fā)電的核心設備之一—逆變器體積和重量減少了約一半，效率得到了進(jìn)一步的提升。由于減少了電感器、磁性元件和散熱器件等，使成本總體上還有下降。而HD-Wave的秘笈就是采用了ADI的混合信號處理器。

　　近日，ADI能源及隔離產(chǎn)品部總經(jīng)理Ian Lawee來(lái)京，向媒體介紹了最新的ADSP-CM41x，是針對能源轉換平臺的混合信號處理器。

　　ADSP-CM41x把逆變和安規二合一

　　ADSP-CM41x設計的核心是突破性的“獨立雙核”安全概念，將安全冗余和功能集成于一個(gè)芯片中。因為下一代PV需要新一代的功率半導體器件，提高安全性和開(kāi)發(fā)效率。在效率方面，需要方便迭代的開(kāi)放平臺處理器，因此ADI選擇了ARM M4F和M0核作為其混合信號處理器的核心之一(如下圖)。

　　據悉，二三年前ADI曾推出CM40x，已大規模用于電機和逆變器領(lǐng)域。此次帶來(lái)的CM41系列增加了上圖紅色部分，例如M0核。采用雙核架構：一個(gè)做逆變，一個(gè)做安規。理論上雙核是可以做的，但必須要經(jīng)過(guò)安規認證，ADI是第一家通過(guò)了安規認證(TUV/VDE)的廠(chǎng)商?？傊?，CM41x的亮點(diǎn)是提高了切換頻率(采用M4F核)，另一個(gè)是有符合安規的雙核架構。該系列有二十多種產(chǎn)品。

　　同樣重要的是板載集成優(yōu)化的硬件加速器，不僅為處理器內核減負，還可提高內核處理能力。此外，器件的板載電弧故障檢測功能簡(jiǎn)化了設計，并采用智能決策來(lái)提高安全性，從而改進(jìn)了設備的可靠性和精度。

　　逆變器對于光伏的重要性

　　每分鐘照射到地球上的太陽(yáng)能如果全部利用起來(lái)，可以滿(mǎn)足人類(lèi)一兩年的能源需求。而如何利用太陽(yáng)能的很重要的一個(gè)核心，就是光伏逆變器的設計。

　　過(guò)去幾年，光伏設備價(jià)格下降主要在于太陽(yáng)能電池板，隨著(zhù)電池板成本的探底，其它成本就會(huì )占比越來(lái)越大，因此其它成本下降就顯得越來(lái)越重要。在此當中核心就是光伏逆變器。而光伏逆變器的核心就是電能轉換的平臺。CM41X可以降低逆變器的體積、重量、成本、增加效率，同時(shí)還能保證安全性。

　　因為光伏逆變器下一代的革新，主要有幾個(gè)方面。

　　第一是需要更快的切換速率。這有兩層含義，一種是更新的拓撲結構，也就是多層的拓撲結構，目前可能是三電平，以后也許會(huì )變成五電平。另一種是寬禁帶開(kāi)關(guān)的功率器件，包括IGBT、氮化鎵(CaN)和碳化硅(SiC)等器件的應用。這兩種方式，都需要更高的切換頻率，來(lái)滿(mǎn)足逆變器更高的效率。

　　第二是安全性。因為光伏逆變設備最終很大可能是要連接到電網(wǎng)上。如果安全性上得不到保證，就會(huì )造成很大的傷害甚至災害，比如著(zhù)火等災害。所以在考慮成本下降的同時(shí)，必須要保證整個(gè)系統的安全性，并且通過(guò)相應的安規。在這些方面，ADI的技術(shù)做了很多的積累，包括在電弧檢測等等方面，可以保證在整個(gè)系統成本下降的同時(shí)，同時(shí)保證安全性的高標準，甚至比原來(lái)還更強。

　　第三，客戶(hù)如何高效開(kāi)發(fā)。新的ADSP-CM41X是基于A(yíng)RM處理器架構。盡管ADI也有自己的優(yōu)秀的Blackfin處理器，但是客戶(hù)給ADI的反饋是需要更快地更新?lián)Q代?；贏(yíng)RM處理器，可滿(mǎn)足客戶(hù)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品周期的需求，而且能滿(mǎn)足客戶(hù)未來(lái)的要求。而且ARM核不僅能夠支持，比如說(shuō)像光伏逆變的產(chǎn)品，也能夠支持能源儲存或者是電動(dòng)車(chē)充電這樣的設備。

　　中國光伏市場(chǎng)未來(lái)最大

　　國內經(jīng)歷過(guò)光伏電池板的泡沫，隨著(zhù)歐美的出口管制，國內光伏市場(chǎng)近來(lái)如何?

　　“這幾年國內的需求最近幾年是真正起來(lái)了?！盇DI市場(chǎng)經(jīng)理陸磊解釋道。前幾年聲音比較響主要是在光伏電池板，那些主要都是在海外出口的?，F在中國實(shí)際上在真正驅動(dòng)這個(gè)應用。未來(lái)中國可能是世界最大的光伏的市場(chǎng)。

　　具體數字是：計劃2015年整個(gè)光伏在中國的裝機容量是在15G瓦左右，中國到2015年底的時(shí)候，實(shí)際上已經(jīng)達到43G瓦?！皩?shí)際上中國已經(jīng)成為全球最大光伏的裝機容量的國家了?！蔽磥?lái)5年我國的規劃是2020年底要增長(cháng)到150G瓦，平均每年是要在20G瓦以上。

　　小結

　　過(guò)去人們低頭找能源，忽略了頭頂上的太陽(yáng)。ADI等公司的技術(shù)革新，帶來(lái)了太陽(yáng)能進(jìn)入尋常百姓家的可能。