发布成功


3.6kW单相串式逆变器方案上新:开关频率100kHz,GaN器件,原理图&PCB开源可交付!

发布时间:2026-08-13 阅读量:14563 来源: 我爱方案网 作者: bebop

随着光伏发电技术的快速发展和碳中和目标的深入推进,组串式逆变器作为光伏并网发电系统的核心功率电子设备,其设计方案的优劣直接关乎整个光伏电站的安全、高效与稳定运行。


本文我爱方案网将推荐基于TI高性能MCU开发的3.6kW单相串式逆变器方案,方案采用GaN第三代半导体器件开发,以 100kHz 的高频率运行系统可以减少滤波元件的尺寸,从而降低系统总物料清单 (BOM) 成本,且方案Demo开源可交付,能帮助厂商快速、低成本地实现产品原型设计到量产。

扫码可申请样片、原理图&代码及获取方案技术规格书
image.png

TI 3.6kW单相组串式逆变器方案

image.png

方案由一个串式输入组成,能够处理多达 10 个串联的光伏 (PV) 电池板。从串式输入到 230V 单相电网连接的标称额定功率最高可达 3.6kW。三个功率级的数字控制在单个 C2000™ MCU 上执行。该电路板还 具有一个 WiFi® 通信端口,可实现简单的远程监视和 控制访问

方案优势:

  • 具有高功率密度的功率级使光伏逆变器更轻、更易于安装
  • 100kHz 的高开关频率和高效率设计
  • 由于降低了成本,并且 MCU GND 以 VDC– 为基准,因此可在所有连接到 VDC– 的 GaN 器件上使用非隔离式驱动
  • 成本优化的全桥拓扑:实施 H 桥双极调制方案,以保持较低的控制复杂性和稳健的电网注入
  • 出色的电能质量:在高负载条件下,使用电网仿真器实现低于 1.23% 的电流 THD
  • 无线连接:采用 SimpleLink™ 双频带无线 MCU (CC3551E),用于集成 Wi-Fi 6 和 BLE 通信

800W微型逆变器方案

image.png

方案使用泰为 TAE32F5300 芯片作为主控芯片,实现 800W 微型逆变器的控制。实现反激电源的 DCM 模式控制以及交错反激电源控制。利用软件锁相技术实现对交流电压的相位锁定;选用推挽+全桥逆变的拓扑开发,导通损耗小,具有更高的效率。

方案详细参数如下表:

image.png

先楫HPM5361IEG1推挽谐振微型逆变器方案
image.png
image.png
方案采用两级变换结构, 前级为推挽DC-DC变换器,把PV电压转换为直流母线电压,供后级逆变使用。后级 为DC-AC逆变器,将直流电能变换为所需的交流电能,主控芯片为先楫HPM5361IEG1。

该方案解决了逆变器对复杂、高精度控制需求的问题。凭借高性能MCU(480MHz主频),为需要精密算法、快速响应的先进拓扑(如谐振变换)提供了强大的处理能力,优化了电能转换性能。

image.png
主要元器件如下:
image.png
MCU特点:
1.主频480MHz,288KRAM,1MFlash;
2.16bADC,DAC,ACMP,OPAMP
3.支持各类位置传感器磁感应和旋转变压器包括光电式、磁感应和旋转变压器
4.灵活的编码器输入输出,硬解码,兼容总线型、”模拟类和脉冲型
5.运动控制协处理器
6.PLB可编程逻辑单元

GD32G553单级微型逆变器方案

image.png

方案简介:

整个方案有着高效率、高质量并网以及高集成度的特点:在100kHz开关频率下,实现了97.5%的峰值效率和97%的CEC加权效率,MPPT效率为99.9%;500W条件下,THD为3.2%,PF为0.999。

方案重点解决了传统逆变器效率与功率密度的瓶颈。通过单级变换、磁集成技术和GaN器件,实现了极高的峰值效率(97.5%)和高功率密度,同时降低了系统成本。

方案优势:

1、在高效率与低损耗方面。所有开关管均可实现ZVS,显著降低开关损耗;通过优化的混合调制策略,拓宽了软开关范围;降低回流功率和变压器电流有效值,减少了导通损耗;同时使用纳微BDS GaN减少开关损耗。

2、在高质量并网方面。该方案的前馈控制能够提高功率响应速度,加强对电网电压的跟踪效果;闭环Q-PR控制可无静差跟踪交流信号,提高并网电流质量。同时,通过原边副边移相控制量之间的协同调整,实现模式间无扰切换,从而平滑变压器电流及并网电流。

3、在高集成度与成本优化方面。方案采用了单个集成电感的变压器的磁集成技术,实现了磁性元件体积的缩小,并采用双向BDS GaN来满足对交流侧双向开关的需求,进一步缩小了尺寸,降低方案的整体BOM成本。

600W 氮化镓单相全桥逆变器方案

image.png

基于泰为TAE32F5300的600W GaN单相全桥逆变器应用设计,硬件方面采用了全桥拓扑,整个硬件由三个模块组成:主控板、辅助电源板、功率板。主控板采用了泰为自主研发的主控芯片——TAE32F5300,辅助电源板为系统提供隔离的12V电压,功率板采用H桥+LCL的拓扑。该方案使用了GaN组件且开关频率较高,所以其结构紧凑、功率密度高。

方案解决了大功率与小体积的矛盾。采用GaN器件和高频设计,实现了高功率密度和紧凑结构,特别适合对安装空间有要求的户用场景。

方案详细参数如下表:

image.png

基于HC32F334的500W光伏微型逆变器方案

image.png

方案通过交错反激DCM模式及工频全桥逆变,解决了传统逆变器因单个组件遮挡导致的母线电容大、系统效率低的问题,实现快速准确MPPT追踪。

方案规格:

•  PV电压范围:25~60V

•  电网电压:200~240V @50Hz

•  最大输出功率:500W

•  开关频率:60kHz~200kHz

•  峰值效率:94.7%

•  入网电流THD:3.2% @Vpv=45V 500W

•  PF:>0.99

方案优势:

•  基于自主知识产权的数字电源控制器方案

•  高性能主控芯片HC32F334

•  交错反激采用谷底开通断续模式,提高系统效率

•  交错反激输出馒头波,减小反激输出母线电容

•  全桥逆变采用工频开关,提高系统效率

•  经典扰动式MPPT环,快速准确找到MPPT点

•  保护功能齐全:输出过流,输入反激过流保护,反激输出电压过压保护等

扫码可申请样片、原理图&代码及获取方案技术规格书
image.png


相关资讯
无人机图传新方案:MESH自组网+OFDM技术,30公里稳定传输

方案是一款单频段、大带宽、远距离机载专用无线图传传输设备。

三款主流电动工具方案对比:极海、STM32、小华HC32M140

极海G32M3114无感方波电动工具参考方案,采用高集成SoC架构,可有效优化PCB面积并降低BOM成本

核心板选型指南:基于瑞芯微RK3588与全志T527的无人机AI主控板对比

方案为可集成在飞控中用于AI算法部署的CPU处理器控制板,集成NPU,支持6Tops AI算力

20小时众筹100万美元,硬件加强版「WorkBuddy」上市,瑞芯微高性能SoC开发!

瑞芯微RK3576/3588+RK1828AgentBox 智能体算力盒方案,方案从硬件设计到操作系统、算法引擎全链路自研

比蓝牙快40倍!低延时数传、测距、定位追踪UWB芯片上新,附实战方案

UWB 通信组件使用极低的信号发送功率,辐射更大的范围带宽,提供比窄带信号更快的脉冲上升和下降时间