太阳能产业：光伏逆变器提高效率为先(2)

仍面临多重挑战

目前传统逆变器效率可以达到97.2%左右，继续提高的效率空间也极其有限，需要创新半导体技术来应对新的挑战。而设计者在设计传统太阳能逆变器时遇到的挑战与设计微型逆变器和转换器时遇到的不同。“对于传统逆变器，因为多个功率转换级和通信的要求，设计者面临的主要挑战更多是控制这些功率转换级和实现所有的通信、系统监测功能所需要的控制器、微处理器和关联电路。解决方案中的关键指标包括CPU速度、片上闪存数量、PWM的数量、ADC精度与速度以及可用的通信端口。”陈思儒表示，“对于微型逆变器和转换器，重要的是既能达到高性能又能保持低成本，这也就是为什么高电压和高功率集成那么重要的原因。”

随着实际应用的愈来愈普遍，太阳能光伏逆变器也开始不断面临诸如并网性能、电磁兼容、保护功能等各类新的技术挑战。“对逆变器并网性能的要求，就是要提高并网效率、减少并网电流谐波、确保输出功率因数和消除直流分量;电磁兼容方面，则是要控制电压波动和闪烁、减少电磁辐射并提高抗扰度。”飞思卡尔 MCU部资深产品经理张明峰指出，“而对于逆变器的保护功能要求，即是指电网故障保护(防孤岛检测)、防反放电保护、极性反接保护和过载保护等。”针对这些问题，张明峰认为，基于现有的半导体芯片技术，可以采用高性能的MCU或DSC芯片来进行控制，使用软件锁相技术来同步电网与逆变器的输出，快速和高精度的片内ADC实时检测并网电压和电流，并根据检测结果智能地判断切换条件。此外，切换开关装置可以采用电子开关(晶闸管)或电磁接触开关(继电器或接触器)来实现。

而微逆变器需解决逆变器拓扑，高频软开关、并网电流控制、MPPT技术等多个关键核心技术，智能控制芯片也不断向更高集成度发展。陈思儒表示，技术的发展趋势是将集成了闪存、控制外设和诸如CAN等符合业界标准的通信端口与32位MCU相结合。同时，在微逆变器和转换器领域电源IC和数字控制器的集成技术将有很大发展。因此，32位高速CPU、高精度脉宽调制、高速高精确度片上ADC都是至关重要的因素。