概述
MLPE (Module Level Power Electronics) 組件級(jí)電力電子，是指一類能夠?qū)﹄娔苓M(jìn)行精細(xì)化控制的電力電子器件，包括關(guān)斷器、功率優(yōu)化器、微型逆變器等。目前MLPE已在分布式光伏市場(chǎng)中得以廣泛應(yīng)用，主要發(fā)揮著對(duì)單個(gè)或幾個(gè)光伏組件電力進(jìn)行逆變、關(guān)斷、監(jiān)控、功率優(yōu)化等功能的作用。
組串式逆變器加功率優(yōu)化器的方案作為MLPE技術(shù)路線的主流方案之一，占據(jù)MLPE市場(chǎng)大半數(shù)份額。其中的功率優(yōu)化器是一種光伏直流輸入/輸出的組件級(jí)別DC/DC轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器內(nèi)置最大功率點(diǎn)跟蹤功能(MPPT，Maximum Power Point Tracking)用于一至兩塊光伏組件連接，一般安裝在組件背板位置，可根據(jù)組件串聯(lián)的需要，將光伏電流串聯(lián)并接入組串式逆變器中，實(shí)現(xiàn)組件級(jí)別的控制。
MPPT最大功率點(diǎn)跟蹤
擾動(dòng)觀察法（Perturb and Observe）是使用較廣泛的一種MPPT算法，擾動(dòng)觀察法也叫爬山法。其工作原理是給一個(gè)擾動(dòng)輸出電壓信號(hào)（U±△U），再測(cè)量并計(jì)算其功率P(K)的變化，并與擾動(dòng)之前的功率值P(K-1)相比，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整擾動(dòng)方向, 參考以下的擾動(dòng)過(guò)程。
擾動(dòng)觀察法從最開始的狀態(tài)開始，每一次都對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，不斷增加或減少輸入信號(hào)的值，然后通過(guò)判斷下一次的輸出的變化方向，結(jié)合輸入的變化方向，得出此時(shí)運(yùn)行的狀態(tài)，從而判斷出下一次改變輸入的方向，然后不斷循環(huán)，最終擾動(dòng)到最大功率點(diǎn)附近。
廣芯微電子（廣州）股份有限公司采用自研微處理器芯片UM3241F-VCT6，設(shè)計(jì)MPPT功率優(yōu)化器方案平臺(tái)。芯片集成Cortex-M4內(nèi)核，其性能如下：
· 系統(tǒng)最高主頻240MHz
· 最大支持512KB Flash，160KB SRAM
· 內(nèi)置12bit，16通道5.25Msps的SAR ADC，支持差分輸入
· 支持USB、CAN、QSPI接口
· 支持硬件加速運(yùn)算協(xié)處理器（sin、cos、arctan、雙曲正弦、雙曲余弦、平方根、乘法、除法等）
· 支持硬件加解密引擎（AES 128/256, SHA256，隨機(jī)數(shù)發(fā)生器）
廣芯微功率優(yōu)化器參考板
硬件框圖
軟件框圖
參考方案規(guī)格：
· DC-DC控制器
支持全數(shù)字控制
支持寬范圍輸入輸出，Vin Max:60V, Vout Max: 48V, Pmax: 300w
支持BUCK, BOOST, BUCK-BOOST模式
支持雙向變換
支持高分辨率調(diào)壓
· MPPT功能
采用擾動(dòng)觀察法 (P&O)
支持電壓，電流等擾動(dòng)參數(shù)
支持可變步長(zhǎng)
支持高精度調(diào)壓
支持啟動(dòng)和斷電保護(hù)
· 其他可選功能
TYPE-C接口，雙向PD3.1 240W
充電管理功能
支持電量統(tǒng)計(jì)
支持BMS
TFT LCD屏顯
· 支持軟件升級(jí)
關(guān)于廣芯微
廣芯微電子（廣州）股份有限公司聚焦光伏新能源、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制和汽車電子產(chǎn)業(yè)，為客戶提供差異化的微處理器芯片與性能卓越的模擬與射頻前端芯片，以及低功耗IoT方案平臺(tái)，數(shù)字電源方案平臺(tái)和電機(jī)控制方案平臺(tái)。廣芯微獨(dú)有的低功耗芯片設(shè)計(jì)方法、高效率的變頻電控技術(shù)、大功率的PD快充協(xié)議以及多樣性無(wú)線連接技術(shù)整合而成創(chuàng)新與差異化的集成電路設(shè)計(jì)，在健康醫(yī)療電子、消費(fèi)電子、智慧家庭、工業(yè)控制、傳感器與表計(jì)等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
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