ADI為光伏逆變器帶來小體積、低成本方案

　　現(xiàn)在全球光伏(PV)逆變器增長很快，下一步正在使太陽能等新能源價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(shè)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來京，稱光伏發(fā)電的成本未來有望降到火電/煤電價格，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可以帶來逆變器成本、體積的大為降低。

ADSP-CM41x把逆變和安規(guī)二合一

　　ADSP-CM41x設(shè)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芯片中。因為下一代PV需要新型功率半導(dǎo)體器件，提高安全性和開發(fā)效率。在效率方面，需要方便迭代的開放平臺處理器，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(jù)悉，二三年前ADI曾推出ADSP-CM40x，已用于電機和逆變器領(lǐng)域。此次帶來的CM41系列增加了圖1深灰色部分，例如M0核。采用雙核架構(gòu)：一個做逆變，一個做安規(guī)。理論上雙核是可以同時實現(xiàn)逆變和安規(guī)兩種功能的，但必須要經(jīng)過安規(guī)認(rèn)證，ADI是第一家通過了安規(guī)認(rèn)證(TUV/VDE)的廠商。

　　另一個亮點是板載集成優(yōu)化的硬件加速器，不僅為處理器內(nèi)核減負(fù)，還可提高內(nèi)核處理能力。此外，器件的板載電弧故障檢測功能簡化了設(shè)計，并采用智能決策來提高安全性，從而改進(jìn)了設(shè)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能如果全部利用起來，可以滿足人類一兩年的能源需求。而如何利用太陽能的很重要的一個核心，就是光伏逆變器的設(shè)計。

　　過去幾年，光伏設(shè)備價格下降主要在于太陽能電池板的貢獻(xiàn)，隨著電池板成本的探底，其它組件成本的占比顯得越來越大，在此當(dāng)中的光伏逆變器可圈可點。而光伏逆變器的核心是電能轉(zhuǎn)換的平臺。隨著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，同時還能保證安全性。因為光伏逆變器的革新，主要有幾個方面：

　　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?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也就是多層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，目前可能是三電平，以后也許會變成五電平。另一種是寬禁帶開關(guān)的功率器件，包括IGBT、氮化鎵(CaN)和碳化硅(SiC)等器件的應(yīng)用。這兩種方式，都需要更高的切換頻率，來滿足逆變器更高的效率。

　　第二是安全性。因為光伏逆變設(shè)備最終很可能要接到電網(wǎng)上。如果安全性得不到保證，就會造成傷害甚至災(zāi)害，比如著火等。所以在考慮成本下降的同時，必須要保證整個系統(tǒng)的安全性，并且通過相應(yīng)的安規(guī)。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，客戶高效開發(fā)。新的ADSP-CM41X是基于ARM處理器架構(gòu)。盡管ADI也有自己的Blackfin處理器，但是客戶給ADI的反饋是需要更快地更新?lián)Q代?；贏RM處理器，不僅可滿足客戶開發(fā)產(chǎn)品周期的需求，而且能滿足客戶未來擴展的要求，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車充電等設(shè)備等應(yīng)用。

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