太阳能逆变器的设计与实现

‍我们总是将炎热的夏天和灿烂的阳光联系到一起，但阳光给我们带来热量的同时，也为我们带来了丰富的电能。近年来能源危机逐渐加剧，以太阳能，风电为代表的可再生能源得到了迅速发展。特别是太阳能的应用，无论是街边的路灯还是大型光伏发电厂房都相继采用太阳能的方式发电，以此来提高经济效益。而在整套光伏发电系统中，太阳能逆变器的作用尤为重要。

太阳能逆变器是光伏电站的电能转化设备，它的作用是将太阳能电池板所发的直流电转化成交流电，以供电力设备使用。在本期的文章中，芝子就为大家介绍一款太阳能逆变器解决方案。该方案由逆变器电路、显示器外围电路、微控制器外围电路以及逆变器栅极驱动电路组成，具有提供稳定、可靠的性能。

总方框图

在逆变器电路部分，需要使用具有高压和低损耗特性的SiC MOSFET器件来实现更高效、紧凑的设备。在本方案中，采用了VDSS=1700V的SiC MOSFET模块，其将两个MOSFET组装在一个封装中，这种带有标准封装的半桥模块化配置降低了系统设计成本。另外，系统在运行时，需要以低功耗执行逆变器控制和与云端的通信，因此在MCU的选型上，系统需要选择内置3相PWM和以太网功能的MCU。

在此方案中，芝子选用了TX03系列M360组的TMPM369FDFG/TMPM369FDXBG MCU，该MCU具有2通道的3相PWM输出，适用于大型太阳能逆变器系统控制。并且器件还支持除以太网以外的主要通信接口，如如USB、CAN、UART和SPI等，得益于此特性，用户可以轻松与云端建立通信。

逆变器电路

而对于逆变器栅极驱动电路的设计，本方案采用了具有低导通电阻的功率MOSFET——TPCP8407，其漏极与源极之间的导通电阻较低，能够有效降低常规损耗，减少器件发热情况。在封装设计上，该器件采用SON8-P轻薄型封装中，能够在保持较低的发热和功耗的同时，减少安装面积。

逆变器栅极驱动电路

除了以上两个电路模块设计外，东芝推出的太阳能逆变器解决方案还包括了用于监测信号传输的显示器外围电路和微控制器外围电路两个部分。感兴趣的朋友，可以前往东芝官网查看更多细节哦～芝子也希望大家能够通过这次的方案学有所获，未来也请大家持续关注东芝半导体哦!

审核编辑：汤梓红