ADI为光伏逆变器带来小体积、低成本方案

　　现在全球光伏(PV)逆变器增长很快，下一步正在使太阳能等新能源价格与煤电相同或更低。不久前，世界第三大逆变器公司—Solar Edge在网上展示了他们的神器——HD-Wave，使光伏发电的核心设备之一—逆变器的体积和重量减少了约一半，效率得到了进一步的提升。由于减少了电感器、磁性元件和散热器件等，使成本总体还有下降。而HD-Wave的秘笈就是采用了ADI的混合信号处理器。

　　近日，ADI能源及隔离产品部总经理Ian Lawee来京，称光伏发电的成本未来有望降到火电/煤电价格，这需要逆变器等成本进一步降低。而ADI公司的混合信号处理器ADSP-CM41x可以带来逆变器成本、体积的大为降低。

ADSP-CM41x把逆变和安规二合一

　　ADSP-CM41x设计的核心是突破性的“独立双核”安全概念，将安全冗余和功能集成于一个芯片中。因为下一代PV需要新型功率半导体器件，提高安全性和开发效率。在效率方面，需要方便迭代的开放平台处理器，因此ADI选择了ARM M4F和M0核作为其混合信号处理器的核心之一。

　　据悉，二三年前ADI曾推出ADSP-CM40x，已用于电机和逆变器领域。此次带来的CM41系列增加了图1深灰色部分，例如M0核。采用双核架构：一个做逆变，一个做安规。理论上双核是可以同时实现逆变和安规两种功能的，但必须要经过安规认证，ADI是第一家通过了安规认证(TUV/VDE)的厂商。

　　另一个亮点是板载集成优化的硬件加速器，不仅为处理器内核减负，还可提高内核处理能力。此外，器件的板载电弧故障检测功能简化了设计，并采用智能决策来提高安全性，从而改进了设备的可靠性和精度。

逆变器是光伏的心脏

　　每分钟照射到地球上的太阳能如果全部利用起来，可以满足人类一两年的能源需求。而如何利用太阳能的很重要的一个核心，就是光伏逆变器的设计。

　　过去几年，光伏设备价格下降主要在于太阳能电池板的贡献，随着电池板成本的探底，其它组件成本的占比显得越来越大，在此当中的光伏逆变器可圈可点。而光伏逆变器的核心是电能转换的平台。随着ADSP-CM40x的推出，可以减少BOM(材料清单)，从而降低逆变器的体积、重量和成本，提高效率，同时还能保证安全性。因为光伏逆变器的革新，主要有几个方面：

　　第一是需要更快的切换速率。这有两层含义，一种是更新的拓扑结构，也就是多层的拓扑结构，目前可能是三电平，以后也许会变成五电平。另一种是宽禁带开关的功率器件，包括IGBT、氮化镓(CaN)和碳化硅(SiC)等器件的应用。这两种方式，都需要更高的切换频率，来满足逆变器更高的效率。

　　第二是安全性。因为光伏逆变设备最终很可能要接到电网上。如果安全性得不到保证，就会造成伤害甚至灾害，比如着火等。所以在考虑成本下降的同时，必须要保证整个系统的安全性，并且通过相应的安规。在这些方面，ADI的技术做了很多的积累，包括在电弧检测等方面。

　　第三，客户高效开发。新的ADSP-CM41X是基于ARM处理器架构。尽管ADI也有自己的Blackfin处理器，但是客户给ADI的反馈是需要更快地更新换代。基于ARM处理器，不仅可满足客户开发产品周期的需求，而且能满足客户未来扩展的要求，因为ARM核不仅能够支持光伏逆变的产品，也能够支持能源储存或者是电动车充电等设备等应用。

本文来源于中国科技期刊《电子产品世界》2016年第5期第87页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。