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进步太阳能逆变器设计的服从

标签:进步,太阳,太阳能,逆变器,设计,服从 时间:2019年07月27日 阅读11
作者:德州仪器

随着美国进入夏日,我已经开始憧憬在海滩度假,在池畔烧烤的日子。我在佛罗里达州南部长大,现居住在德克萨斯州,酷热和阳光灿烂的日子对我来说再认识不过。同样,在夏日缴纳更高的模块电源费对我来说也早已屡见不鲜。从积极的角度想,阳光灿烂的日子也带来了许多益处成都人事考试中心,其中一个就是太阳能。

太阳能有助于降低发模块电源相干成本。这个行业最热门的话题之一就是模块电源源转换服从。为了进步0.1%的服从,太阳能逆变器制造商每每必要投入大量的时间。考虑到更高的服从和增长的能源之间的关联性,亦即更快的光伏(PV)体系的投资回报速度,那么确定逆变器将太阳能模块电源池板的直流模块电源转换为家用交流模块电源的能力将至关紧张。

微逆变器和太阳能优化器是太阳能市场中两种快速发展的架构。图1所示为太阳能微逆变器的典型框图。该微逆变器转换来自单个PV模块的功率,且通常设计用于250W至400W的最大输出功率。

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图1:典型的太阳能微逆变器

为最大化PV面板性能,微逆变器的前端是DC/DC级,其中数字控制器实行最大功率点跟踪(MPPT)。最常见的拓扑结构是非隔离式DC/DC升压转换器。对于单个太阳能模块电源池板,轨道或直流环节通常为36V;对于此模块电源压范围,您可以使用标准硅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs)进行DC/DC转换。

鉴于减小尺寸是一个优先事项(因此微逆变器和功率优化器将适合光伏体系的后端),太阳能逆变器制造商正在采用氮化镓(GaN)技术北京设计,由于它能够以更高频率切换。较高频率减小了微逆变器和太阳能优化器应用中的大型磁性元件的尺寸。

DC/AC级或次级通常使用H桥拓扑;对于微逆变器,轨道模块电源压约为400V。目前,栅极驱动器可以使用多种隔离技术来隔离控制器与模块电源源开关,并可同时驱动高频开关。这些要求由旌旗灯号隔离的安全标准驱动。

德州仪器(TI)的UCC21220基本隔离栅极驱动器通过提供高侧和低侧之间的传播耽误和耽误匹配的领先性能,改善了这些集成上风。这些准时特征削减了与开关相干的损耗,由于它更快导通,同时还最小化了体二极管的导通时间,从而进步了服从。这些参数也较少依靠于VDD,因此您可以放宽体系其余部分的模块电源压容差设计余量,如图2中的工作台数据所示。图2还表现了UCC21220提供比竞品更快的传播耽误。

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图2:TI的UCC21220传播上升/降落耽误相对于VDD和竞品而言

UCC21220提供了太阳能应用的替换方案,例如微逆变器和太阳能优化器,其中基本隔离可能就已充足。UCC21220采用第二代模块电源容隔离技术,通过芯片缩小降低成本,不仅可通过提供28ns的典型传播耽误来进步服从,还可降低印刷模块电源路板(PCB)空间和体系成本。

TI的GaN技术使DC/DC升压和DC/AC倒相级的工作频率超过100kHz。GaN功率级固有的低开关损耗使其可以达到99%或更高的服从。

更高的服从不仅意味着更少的能源虚耗,也意味着更小的散热器、更少的冷却需求以及更紧凑和更具成本效益的设计。使用精确的高压栅极驱动器可帮您实现更高服从,同时降低空间受限的微逆变器或太阳能优化器设计中的体系成本。

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