概述
MLPE (Module Level Power Electronics) 組件級電力電子，是指一類能夠對電能進行精細化控制的電力電子器件，包括關斷器、功率優(yōu)化器、微型逆變器等。目前MLPE已在分布式光伏市場中得以廣泛應用，主要發(fā)揮著對單個或幾個光伏組件電力進行逆變、關斷、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技術路線的主流方案之一，占據(jù)MLPE市場大半數(shù)份額。其中的功率優(yōu)化器是一種光伏直流輸入/輸出的組件級別DC/DC轉換器，該轉換器內置最大功率點跟蹤功能(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，實現(xiàn)組件級別的控制。
MPPT最大功率點跟蹤
擾動觀察法（Perturb and Observe）是使用較廣泛的一種MPPT算法，擾動觀察法也叫爬山法。其工作原理是給一個擾動輸出電壓信號（U±△U），再測量并計算其功率P(K)的變化，并與擾動之前的功率值P(K-1)相比，根據(jù)比較結果調整擾動方向, 參考以下的擾動過程。
擾動觀察法從最開始的狀態(tài)開始，每一次都對輸入的信號進行調整，不斷增加或減少輸入信號的值，然后通過判斷下一次的輸出的變化方向，結合輸入的變化方向，得出此時運行的狀態(tài)，從而判斷出下一次改變輸入的方向，然后不斷循環(huán)，最終擾動到最大功率點附近。
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，設計MPPT功率優(yōu)化器方案平臺。芯片集成Cortex-M4內核，其性能如下：
· 系統(tǒng)最高主頻240MHz
· 最大支持512KB Flash，160KB SRAM
· 內置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
支持高分辨率調壓
· MPPT功能
采用擾動觀察法 (P&O)
支持電壓，電流等擾動參數(shù)
支持可變步長
支持高精度調壓
支持啟動和斷電保護
· 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
支持BMS
TFT LCD屏顯
· 支持軟件升級
關于廣芯微
廣芯微電子（廣州）股份有限公司聚焦光伏新能源、物聯(lián)網、工業(yè)控制和汽車電子產業(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，數(shù)字電源方案平臺和電機控制方案平臺。廣芯微獨有的低功耗芯片設計方法、高效率的變頻電控技術、大功率的PD快充協(xié)議以及多樣性無線連接技術整合而成創(chuàng)新與差異化的集成電路設計，在健康醫(yī)療電子、消費電子、智慧家庭、工業(yè)控制、傳感器與表計等領域已經得到了廣泛的應用。
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