ADI推出最适合太阳能逆变器用高电源转换平台CM41X

如图所示，这是ADI的客户Solar Edge推出的全新一代HDV5太阳能逆变器，相比较前一代，减少了16倍的磁器件，效率提高到99%，体积是原来的一半，重量是原来的一半，散热器件比原来少了2.5倍。、
 

　　Solar Edge指出，虽然这些年太阳能逆变器取得了进展，但磁性元件和冷却元件的大尺寸已经明显限制了逆变器的跨越性发展。Solar Edge强调，基于优化光伏解决方案的跟踪记录，Solar Edge已经开发出一种新型电源转换拓扑结构，表明在过去的20年中太阳能技术取得了重要的飞跃。

 

    作为Solar Edge的供应商，ADI推出了全新混合信号控制处理器，为Solar Edge实现了如上的优势。

 

    “光伏技术在过去几年已经有了长足改进，但是离它终的目标还有一段距离，也就是价格还需要继续下降。目前电池板成本下降明显，但的光伏逆变器的变化不多，包括效率、体积、成本等的改变，对整个光伏系统都会带来革新性的变化。”ADI 能源及隔离产品总经理Lan Lawee表示。

 

    Lawee判断到，未来逆变器的发展具有几个方面，是更快的切换速率，包括新的多层拓扑结构以及使用GaN、SiC等宽禁带的功率器件。另外一个重要方面，则是安全性要不断提高，因为光伏逆变终会连接到电网，如果安全性上得不到保证，就会造成很大的伤害或者是灾害。第三，则是更快速高效的开发。

 

    日前ADI推出的ADSP-CM41X正是按照此思路设计的新平台。该产品集成了240MHz的Cortex M4内核以及100MHz的Cortex M0内核，31通道模拟前端，数字过流保护以及众多硬件加速单元，诸如FFT、CORDIC、LBA、SINC等。

如图所示。
   
   
   CM40X与CM41X详细比较

 

    该产品是专为太阳能逆变开发的，比如双核、模拟前端以及硬件加速单元等等。我们来看一下我们的电能转换平台到底包含一些什么样的产品和技术。

 

    CM41X相比目前常用的CM40X有了很多改进，Lawee表示，为了设计出适合太阳能逆变器厂商需求的产品，ADI与客户探讨了很多，不光包括增加相应外设，同时也包括裁剪掉不必要的功能，比如USB、更小的存储以及更少的模拟通道，都是为了生产出价格更合适的控制器产品。

 

    如图所示，此为逆变器的信号链示意图，ADI则可以提供一整套解决方案。除了处理器之外，包括ADC 740X与数字隔离器ADuM413X。
   

 

创新的处理器

 

    谈及双核架构，Lawee表示，传统上逆变器都需要两个独立处理器，一个主要的功能是做逆变，另一个则是备份安规管理。这样可以保证其中一个出问题的时候，另外一个能够把逆变器正常关掉或从电网断开，以确保安全。然而到目前为止市面上还没有这样的产品，主要原因是架构需要做一些特殊改进才可以通过安规，目前只有ADI获得TUV/VDE的。

 

    此外，CM41X的高性能可以为客户提供更高的切换频率，实现更高效率和更低成本，相对于竞争对手性能提高了足足有四倍之多。

 

    ADSP-CM41x确立了ARM内核处理和模拟的新标准，继近期发布的ADSP-CM40x电源转换系列之后进一步巩固了业界性能地位。 ADSP-CM41x产品系列可与其它重要信号链路元件无缝集成，包括AD740x Sigma Delta模数转换器，能够替代尺寸更大、更昂贵的传感器模块，从而降低系统成本，改进隔离电流测量水平。 平台中还包括ADuM413x产品系列隔离式栅极驱动器，采用iCoupler®隔离技术，能够更快速地切换，进一步提高系统效率。