致力于高性能電力電子芯片與數(shù)字能源解決方案創(chuàng)新的——廣芯微電子（廣州）股份有限公司今日宣布，基于自主研發(fā)的UM3242F高性能工業(yè)實(shí)時(shí)微處理器芯片，成功開發(fā)出新一代2x520W并網(wǎng)型微型逆變器參考開發(fā)平臺(tái)。該平臺(tái)采用單級(jí)DAB拓?fù)湫问?，結(jié)合領(lǐng)先的EPS+諧振電流控制算法，實(shí)現(xiàn)97.04%峰值效率、99.8% MPPT追蹤效率等突破性指標(biāo)。該平臺(tái)采用雙通道520W并聯(lián)架構(gòu)，將預(yù)搭載控制算法的主芯片、多重安全防護(hù)、多模態(tài)電網(wǎng)適配及分布式能源協(xié)同控制能力集成于統(tǒng)一參考開發(fā)平臺(tái)的解決方案中，為全球客戶提供從芯片到系統(tǒng)的全棧式Turnkey開發(fā)路徑，更寬的MPPT電壓范圍兼容24V/32V/柔性組件和全氣候適應(yīng)性，適用場(chǎng)景包括多朝向的別墅屋頂、帶局部陰影的工商業(yè)屋頂以及陽臺(tái)光伏系統(tǒng)。
據(jù)Wood Mackenzie預(yù)測(cè)，2025年全球微型逆變器市場(chǎng)規(guī)模將突破50億美元，但行業(yè)仍面臨四大技術(shù)瓶頸：
效率與成本失衡：傳統(tǒng)方案依賴傳統(tǒng)DSP，多采用雙反激拓?fù)?，效率難以提升，軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)困難；換用更新一代拓?fù)?，控制法難度倍增，研發(fā)周期延長(zhǎng)，每瓦成本成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的最關(guān)鍵要素。
組件及電網(wǎng)適配能力不足：光伏組件推陳出新，舊的設(shè)計(jì)難以兼容；新興市場(chǎng)電網(wǎng)波動(dòng)頻繁，部分產(chǎn)品缺乏動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能力。
通信方案整合耗時(shí)：作為分布式能源重要電力電子設(shè)備的微型逆變器，使用的通信方式具有多樣性，包括WiFi/WiFi-mesh、Zigbee、Sub-GHz、RS484、PLC、以太網(wǎng)等，未來的趨勢(shì)是場(chǎng)景化分層和融合通信，開發(fā)和整合通信方案也是一大挑戰(zhàn)。
開發(fā)及認(rèn)證周期冗長(zhǎng)：從芯片選型到系統(tǒng)認(rèn)證平均耗時(shí)超8個(gè)月，各個(gè)國(guó)家出臺(tái)新的法案要求完整的保護(hù)功能和入網(wǎng)認(rèn)證準(zhǔn)備，大大制約產(chǎn)品上市與迭代速度。
針對(duì)上述挑戰(zhàn)，廣芯微電子憑借在電力電子控制領(lǐng)域多年技術(shù)積累，采用自研的UM3242F工業(yè)實(shí)時(shí)微處理器芯片，通過架構(gòu)創(chuàng)新與算法下沉，打造"芯片-系統(tǒng)-生態(tài)"三位一體的2x520W單級(jí)拓?fù)洳⒕W(wǎng)型微型逆變器參考開發(fā)平臺(tái)。
該開發(fā)平臺(tái)有如下幾個(gè)特點(diǎn)：
1． 自主核芯與更高效率
更高效率：本平臺(tái)采用單級(jí)DAB（Dual Active Bridge）諧振拓?fù)浼軜?gòu)，結(jié)合自主開發(fā)的EPS（Enhanced Phase Shift）控制與諧振控制算法，在22V~60V超寬直流輸入電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)更寬范圍的軟開關(guān)運(yùn)行。相比傳統(tǒng)方案，開關(guān)損耗降低40%，系統(tǒng)峰值效率高達(dá)97.04%，最大化提升光伏發(fā)電收益。采用自研主控芯片與變壓器設(shè)計(jì)，精簡(jiǎn)外圍器件，板級(jí)BOM成本降低30%。
精準(zhǔn)追蹤： 2路獨(dú)立MPPT計(jì)算，在動(dòng)態(tài)光照條件下每路MPPT（最大功率點(diǎn)跟蹤）效率超過99.8%，提升了動(dòng)態(tài)陰影追蹤能力，確保進(jìn)一步降低光伏組件能量轉(zhuǎn)換損耗。
極致靜待：夜間待機(jī)功耗低于50mW，顯著降低系統(tǒng)無謂損耗，消除夜間零電量偷跑風(fēng)險(xiǎn)。
純凈并網(wǎng)：功率因數(shù)>99%（支持±85%動(dòng)態(tài)調(diào)整，適應(yīng)弱電網(wǎng)無功補(bǔ)償需求），電流總諧波失真（THD）<4%，實(shí)測(cè)滿載條件下，功率因素>0.999，THDi為2.37%，確保饋入電網(wǎng)的電能純凈、穩(wěn)定。
更強(qiáng)兼容： DC側(cè)單路最高18A輸入電流，適合550W以下180、182單面組件及60片和72片組件。AC側(cè)單相交流輸出220V，兼容50Hz/60Hz全球主流電網(wǎng)（歐洲50Hz vs 北美60Hz），避免頻率失配導(dǎo)致逆變器脫網(wǎng)（如60Hz設(shè)備接入50Hz電網(wǎng)會(huì)觸發(fā)保護(hù)）。
2． 更強(qiáng)組件兼容性和發(fā)電量提升
寬范圍MPPT：支持22V至60V的寬范圍MPPT工作電壓，晨昏弱光發(fā)電時(shí)間更長(zhǎng)，兼容60片/72片/柔性組件，降低備貨與安裝復(fù)雜度。更適應(yīng)高緯度地區(qū)，抗低溫過壓能力提升10%，較行業(yè)常見30-55V的微逆系統(tǒng)，在弱光/陰影/低溫場(chǎng)景可挽回 8%-15% 電量損失。
兩路獨(dú)立輸入：支持兩路光伏輸入，系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活，提升單點(diǎn)發(fā)電量。相比單路微逆，一拖2結(jié)構(gòu)更適合多朝向屋頂：適配東西坡屋頂組件傾角差異，獨(dú)立MPPT提升發(fā)電量22%；在局部陰影場(chǎng)景，例如農(nóng)業(yè)光伏（大棚遮擋）或BIPV幕墻，避免單路系統(tǒng)陰影拖累整體輸出，進(jìn)一步提升總體發(fā)電量。
3． 完整功能與可靠保障
堅(jiān)如磐石：針對(duì)電網(wǎng)適應(yīng)性難題，平臺(tái)支持50Hz/60Hz雙頻自動(dòng)識(shí)別，可無縫適配全球主流電網(wǎng)頻率標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，通過THDi<4% 的電流諧波控制與>99%功率因數(shù)調(diào)節(jié)能力（±85%動(dòng)態(tài)可調(diào)），有效保障電能質(zhì)量與電網(wǎng)穩(wěn)定性。提供高低壓穿越（LVRT/HVRT）相關(guān)代碼，助力客戶產(chǎn)品滿足歐標(biāo)EN 50549電網(wǎng)強(qiáng)支撐要求，以確保電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行不脫網(wǎng)。
本質(zhì)安全：為應(yīng)對(duì)復(fù)雜工況挑戰(zhàn)，該平臺(tái)集成OCP過流保護(hù)、OVP過壓保護(hù)、防反接設(shè)計(jì)、防孤島檢測(cè)等七重安全機(jī)制，助力客戶快速通過IEC 61000-6-3 EMI Class B電磁兼容認(rèn)證及IEC 61000-4-5防浪涌三級(jí)測(cè)試，滿足工業(yè)級(jí)嚴(yán)苛環(huán)境應(yīng)用需求。其自研散熱結(jié)構(gòu)與參考外殼設(shè)計(jì)，可在-40℃~+65℃極端溫差下穩(wěn)定運(yùn)行。
無線通信：該參考開發(fā)平臺(tái)已經(jīng)集成2種無線通信方式，方便客戶快速構(gòu)建數(shù)字化能源管理系統(tǒng)。1）標(biāo)準(zhǔn)WiFi通信模塊，搭配商業(yè)無線路由器，適合家用場(chǎng)景；2）廣芯微自研公里級(jí)無線收發(fā)器模塊URM2680搭配Umiclink工業(yè)無線網(wǎng)關(guān)，適用于遠(yuǎn)距離場(chǎng)景或者大型工商業(yè)屋頂、農(nóng)光互補(bǔ)、漁光項(xiàng)目以及高干擾環(huán)境。這里對(duì)該無線模塊和無線網(wǎng)關(guān)作簡(jiǎn)要介紹。
關(guān)于Sub-GHz無線模塊URM2680
無線通訊模塊URM2680是基于廣芯微另一款芯片UM2080F32芯片開發(fā)的Sub-GHz射頻收發(fā)模塊。采用(G)FSK, OOK調(diào)制方式，工作在315/433/868/915MHz ISM頻段，支持靈活可設(shè)的數(shù)據(jù)包格式，支持自動(dòng)應(yīng)答和自動(dòng)重發(fā)功能，支持跳頻操作，支持FEC功能，具有高整合度、高抗干擾、高可靠性和低功耗等技術(shù)特點(diǎn)。
工作頻率：315/433/868/915MHz
工作電壓：1.8V~3.6V
工作溫度：-40°C ~105°C
調(diào)制方式：(G)FSK, OOK
數(shù)據(jù)率：0.1k ~ 300 kbps
發(fā)射功率：-20dBm 至 +20dBm
最高接收靈敏度：[email protected]
通訊距離：1km（理想環(huán)境）
關(guān)于UMICLINK無線網(wǎng)關(guān)介紹
UMICLINK無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件部分包含無線網(wǎng)關(guān)與無線終端模組兩部分，主處理器同樣采用UM3242F，支持MQTT、HTTP等多種協(xié)議，單通道支持200個(gè)終端設(shè)備穩(wěn)定通訊，并支持支持雙通道上下行協(xié)議，網(wǎng)關(guān)內(nèi)置RT-Thread開源操作系統(tǒng)，支持自動(dòng)上傳數(shù)據(jù)到服務(wù)器，支持OTA升級(jí)及SD卡升級(jí)，可擴(kuò)展至雙通道共400個(gè)終端節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定通訊。
網(wǎng)關(guān)硬件包含5V電源接口，DRM接口，百兆以太網(wǎng)接口，天線接口，復(fù)位按鈕，恢復(fù)出廠參數(shù)按鈕，LED指示燈等多個(gè)硬件接口，該設(shè)備支持以太網(wǎng)、Wi-Fi、4G三種上行聯(lián)網(wǎng)方式，有一種方式可以聯(lián)網(wǎng)即可實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的連接。
值得一提的是，廣芯微2x520W微逆平臺(tái)和無線網(wǎng)關(guān)的核心控制單元均為自研高性能UM3242F實(shí)時(shí)微處理器。它采用ARM Cortex-M4F內(nèi)核，主頻高達(dá)240MHz，集成的高采樣率ADC、DAC、高速運(yùn)算放大器與比較器及硬件坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)計(jì)算加速器、豐富且高性能的PWM模塊，可高效運(yùn)行自研的DAB諧振控制與自適應(yīng)MPPT算法。它具備豐富多樣的外設(shè)與通信接口，內(nèi)部詳細(xì)資源如下圖所示
4、平臺(tái)級(jí)價(jià)值：Turnkey方案加速光儲(chǔ)新能源產(chǎn)品商業(yè)化進(jìn)程
基于UM3242F的微型逆變器開發(fā)平臺(tái)提供完整的"芯片+參考設(shè)計(jì)+認(rèn)證支持"：
硬件層：支持500W~4000W功率范圍擴(kuò)展，提供單路500W、1000W、以及2x1000W參考設(shè)計(jì)；
軟件層：提供可授權(quán)的光伏逆變控制庫（含孤島檢測(cè)、MPPT、并網(wǎng)同步算法、高低壓穿越等）；
技術(shù)支持：配備本地化的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)，開發(fā)周期縮短至11周；
認(rèn)證支持：預(yù)兼容IEC 61727、UL 1741 SA、IEEE 1547等全球主流標(biāo)準(zhǔn)，助力客戶快速通過IEC 61000-6-3 EMI Class B電磁兼容認(rèn)證及IEC 61000-4-5防浪涌三級(jí)測(cè)試。
附：作為廣芯微光伏組件級(jí)平臺(tái)生態(tài)系統(tǒng)的一部分，廣芯微還推出600W組件級(jí)功率優(yōu)化器參考設(shè)計(jì)平臺(tái)、組件快速關(guān)斷平臺(tái)（滿足Sunspec標(biāo)準(zhǔn)）、Umiclink Sub-GHz工業(yè)無線網(wǎng)關(guān)平臺(tái)，詳情請(qǐng)咨詢當(dāng)?shù)劁N售。
