用于集成太陽能和儲(chǔ)能系統(tǒng)的 5 種轉(zhuǎn)換器拓?fù)?/h1>
儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格變得越來越實(shí)惠，電價(jià)也在上漲，因此對(duì)可再生能源的需求不斷增加。許多住宅現(xiàn)在使用太陽能發(fā)電和電池儲(chǔ)能相結(jié)合的系統(tǒng)，確保在太陽能無法滿足需求時(shí)能夠提供能源。圖 1 展示了一個(gè)住宅用例，圖 2 展示了如何將典型的光伏逆變器系統(tǒng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行集成。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/202312/454226.htm
圖 1：一種住宅用太陽能發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝方案
圖 2：具有儲(chǔ)能系統(tǒng)的典型光伏逆變器系統(tǒng)
理想情況下，這種類型的系統(tǒng)具有可實(shí)現(xiàn)交流/直流和直流/直流轉(zhuǎn)換和高功率密度的高效電源管理組件（具有盡可能小的解決方案尺寸），這些組件具有高度可靠性（損耗超低）并有助于將產(chǎn)品快速推向市場。然而，這些要求并非總能同時(shí)實(shí)現(xiàn)，需要就這些子塊的理想電源轉(zhuǎn)換拓?fù)溥M(jìn)行權(quán)衡。
交流/直流和直流/直流降壓和升壓電源轉(zhuǎn)換器的現(xiàn)有電源拓?fù)涞墓餐c(diǎn)是具有交錯(cuò)運(yùn)行的半橋或轉(zhuǎn)換器分支，旨在用于提高直流/直流轉(zhuǎn)換器中的功率級(jí)別，或者通過放置三個(gè)以 120 度相移運(yùn)行的分支在交流/直流逆變器或功率因數(shù)校正級(jí)中實(shí)現(xiàn)三相工作模式。圖 3 所示為五種電源拓?fù)涞暮喕韴D。
圖 3：半橋電源拓?fù)浜偷刃Х种щ娫赐負(fù)?/p>
拓?fù)?1：在兩級(jí)與兩級(jí)轉(zhuǎn)換器相比，三級(jí)拓?fù)湓试S使用更小的無源器件，并且具有更低的 EMI。共有四種三級(jí)拓?fù)洌?/p>拓?fù)?2：T 型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)因晶體管圍繞中性點(diǎn) (VN) 的排列方式而得名。Q1 和 Q2 于直流鏈路連接，而 Q3 和 Q4 則與 VN 串聯(lián)。濾波器看到的紋波頻率等于施加在開關(guān) Q1 至 Q4 上的 PWM 頻率。這決定了需要使用多大的濾波器元件才能在交流線路頻率下實(shí)現(xiàn)所需的低總諧波失真。Q1 和 Q2 會(huì)看到全總線電壓，當(dāng)系統(tǒng)中的直流鏈路電壓為 800V 時(shí)，額定的全總線電壓需要達(dá)到 1,200V。由于 Q3 和 Q4 連接到 VN，它們只看到全總線電壓的一半，在 800-V 的直流鏈路電壓系統(tǒng)中，它們的額定電壓為 600V，這可以節(jié)省轉(zhuǎn)換器類型的成本。了解 10kW 雙向三相三級(jí)（T 型）逆變器和 PFC 參考設(shè)計(jì)。
拓?fù)?3：在有源中性點(diǎn)箝制 (ANPC) TI 的 TMS320F280049C 和 C2000TM 產(chǎn)品系列中的其他器件具有可配置的邏輯，允許在硬件中實(shí)現(xiàn)關(guān)機(jī)邏輯，以卸下 MCU 的軟件任務(wù)。了解基于 GaN 的 11kW 雙向三相 ANPC 參考設(shè)計(jì)。
表 1 列出了不同拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)和挑戰(zhàn)。
表 1：不同轉(zhuǎn)換器拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)和挑戰(zhàn)
與傳統(tǒng)的兩級(jí)轉(zhuǎn)換器相比，所有四種三級(jí)拓?fù)湓诠β拭芏龋ň哂斜M可能小的解決方案尺寸）、高度可靠運(yùn)行和快速推向市場方面具有明顯的優(yōu)勢。使用寬帶隙器件和高性能 MCU 以合理的成本進(jìn)一步增強(qiáng)了這些優(yōu)勢。
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儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格變得越來越實(shí)惠，電價(jià)也在上漲，因此對(duì)可再生能源的需求不斷增加。許多住宅現(xiàn)在使用太陽能發(fā)電和電池儲(chǔ)能相結(jié)合的系統(tǒng)，確保在太陽能無法滿足需求時(shí)能夠提供能源。圖 1 展示了一個(gè)住宅用例，圖 2 展示了如何將典型的光伏逆變器系統(tǒng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行集成。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/202312/454226.htm
圖 1：一種住宅用太陽能發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝方案
圖 2：具有儲(chǔ)能系統(tǒng)的典型光伏逆變器系統(tǒng)
理想情況下，這種類型的系統(tǒng)具有可實(shí)現(xiàn)交流/直流和直流/直流轉(zhuǎn)換和高功率密度的高效電源管理組件（具有盡可能小的解決方案尺寸），這些組件具有高度可靠性（損耗超低）并有助于將產(chǎn)品快速推向市場。然而，這些要求并非總能同時(shí)實(shí)現(xiàn)，需要就這些子塊的理想電源轉(zhuǎn)換拓?fù)溥M(jìn)行權(quán)衡。
交流/直流和直流/直流降壓和升壓電源轉(zhuǎn)換器的現(xiàn)有電源拓?fù)涞墓餐c(diǎn)是具有交錯(cuò)運(yùn)行的半橋或轉(zhuǎn)換器分支，旨在用于提高直流/直流轉(zhuǎn)換器中的功率級(jí)別，或者通過放置三個(gè)以 120 度相移運(yùn)行的分支在交流/直流逆變器或功率因數(shù)校正級(jí)中實(shí)現(xiàn)三相工作模式。圖 3 所示為五種電源拓?fù)涞暮喕韴D。
圖 3：半橋電源拓?fù)浜偷刃Х种щ娫赐負(fù)?/p>
拓?fù)?1：在兩級(jí)與兩級(jí)轉(zhuǎn)換器相比，三級(jí)拓?fù)湓试S使用更小的無源器件，并且具有更低的 EMI。共有四種三級(jí)拓?fù)洌?/p> 拓?fù)?2：T 型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)因晶體管圍繞中性點(diǎn) (VN) 的排列方式而得名。Q1 和 Q2 于直流鏈路連接，而 Q3 和 Q4 則與 VN 串聯(lián)。濾波器看到的紋波頻率等于施加在開關(guān) Q1 至 Q4 上的 PWM 頻率。這決定了需要使用多大的濾波器元件才能在交流線路頻率下實(shí)現(xiàn)所需的低總諧波失真。Q1 和 Q2 會(huì)看到全總線電壓，當(dāng)系統(tǒng)中的直流鏈路電壓為 800V 時(shí)，額定的全總線電壓需要達(dá)到 1,200V。由于 Q3 和 Q4 連接到 VN，它們只看到全總線電壓的一半，在 800-V 的直流鏈路電壓系統(tǒng)中，它們的額定電壓為 600V，這可以節(jié)省轉(zhuǎn)換器類型的成本。了解 10kW 雙向三相三級(jí)（T 型）逆變器和 PFC 參考設(shè)計(jì)。 拓?fù)?3：在有源中性點(diǎn)箝制 (ANPC) TI 的 TMS320F280049C 和 C2000TM 產(chǎn)品系列中的其他器件具有可配置的邏輯，允許在硬件中實(shí)現(xiàn)關(guān)機(jī)邏輯，以卸下 MCU 的軟件任務(wù)。了解基于 GaN 的 11kW 雙向三相 ANPC 參考設(shè)計(jì)。 表 1 列出了不同拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)和挑戰(zhàn)。 表 1：不同轉(zhuǎn)換器拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)和挑戰(zhàn) 與傳統(tǒng)的兩級(jí)轉(zhuǎn)換器相比，所有四種三級(jí)拓?fù)湓诠β拭芏龋ň哂斜M可能小的解決方案尺寸）、高度可靠運(yùn)行和快速推向市場方面具有明顯的優(yōu)勢。使用寬帶隙器件和高性能 MCU 以合理的成本進(jìn)一步增強(qiáng)了這些優(yōu)勢。
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