ADI為光伏逆變器帶來(lái)小體積、低成本方案

　　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—逆變器的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，稱(chēng)光伏發(fā)電的成本未來(lái)有望降到火電/煤電價(jià)格，這需要逆變器等成本進(jìn)一步降低。而ADI公司的混合信號處理器ADSP-CM41x可以帶來(lái)逆變器成本、體積的大為降低。

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需要新型功率半導體器件，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。

　　據悉，二三年前ADI曾推出ADSP-CM40x，已用于電機和逆變器領(lǐng)域。此次帶來(lái)的CM41系列增加了圖1深灰色部分，例如M0核。采用雙核架構：一個(gè)做逆變，一個(gè)做安規。理論上雙核是可以同時(shí)實(shí)現逆變和安規兩種功能的，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。

　　另一個(gè)亮點(diǎn)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。

逆變器是光伏的心臟

　　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)能電池板的貢獻，隨著(zhù)電池板成本的探底，其它組件成本的占比顯得越來(lái)越大，在此當中的光伏逆變器可圈可點(diǎn)。而光伏逆變器的核心是電能轉換的平臺。隨著(zhù)ADSP-CM40x的推出，可以減少BOM(材料清單)，從而降低逆變器的體積、重量和成本，提高效率，同時(shí)還能保證安全性。因為光伏逆變器的革新，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可能要接到電網(wǎng)上。如果安全性得不到保證，就會(huì )造成傷害甚至災害，比如著(zhù)火等。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，包括在電弧檢測等方面。

　　第三，客戶(hù)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，不僅可滿(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)擴展的要求，因為ARM核不僅能夠支持光伏逆變的產(chǎn)品，也能夠支持能源儲存或者是電動(dòng)車(chē)充電等設備等應用。

本文來(lái)源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第5期第87頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。