【導(dǎo)讀】意大利摩德納功率電子混合信號控制器廠商Eggtronic宣布，與日本東京瑞薩電子聯(lián)合開發(fā)了一款500W太陽能微型逆變器參考平臺。該設(shè)計將Eggtronic的EPIC混合信號控制技術(shù)與瑞薩電子的雙向氮化鎵（GaN）開關(guān)相結(jié)合，通過一種高效率架構(gòu)，幫助微型逆變器OEM廠商和系統(tǒng)制造商開發(fā)下一代太陽能微型逆變器及其他電能轉(zhuǎn)換應(yīng)用。
按照CEC標準測試，該參考平臺的平均效率達到96.1%；按照歐盟標準測試，平均效率達到95.9%。這一結(jié)果驗證了由先進數(shù)字控制技術(shù)和寬禁帶半導(dǎo)體器件支持的單級DC-AC拓撲所具備的性能潛力。
隨著光伏組件輸出功率不斷提高，并逐漸超過400W，微型逆變器廠商需要持續(xù)優(yōu)化轉(zhuǎn)換效率、熱性能、器件集成度和系統(tǒng)總體成本。目前市場上許多成熟架構(gòu)，無論采用交錯并聯(lián)、多級轉(zhuǎn)換拓撲，還是先進的GaN實現(xiàn)方案，都需要在系統(tǒng)復(fù)雜度、功率密度和成本之間進行權(quán)衡，因此對工程設(shè)計能力提出了較高要求。
此次聯(lián)合開發(fā)的參考設(shè)計展示了如何通過半導(dǎo)體層面的創(chuàng)新，將智能混合信號控制與高性能雙向GaN開關(guān)器件相結(jié)合，幫助OEM廠商探索新的系統(tǒng)架構(gòu)，在保證系統(tǒng)可靠性的同時，進一步優(yōu)化效率和功率密度。
EPIC控制器支持全負載范圍ZVS
該平臺的核心器件是Eggtronic自主研發(fā)的EPIC混合信號控制器EPIC2ACO01。
該控制器采用專利可變頻率調(diào)制（Variable Frequency Modulation，VFM）和電流模式控制策略，能夠在整個負載范圍內(nèi)維持零電壓開關(guān)（ZVS）。
這種單級轉(zhuǎn)換架構(gòu)有助于降低物料清單（BOM）成本和開關(guān)損耗，減少無功功率在系統(tǒng)中的循環(huán)，同時保持較低的總諧波失真（THD）。平臺最高可工作在1MHz開關(guān)頻率下，從而顯著縮小磁性元件的體積。
雙向GaN器件支持高頻交流開關(guān)
該平臺采用瑞薩電子TP65B110HRU雙向GaN開關(guān)。該器件采用共漏極配置，適用于基于周波變換器的交流開關(guān)應(yīng)用。
TP65B110HRU具備較低的導(dǎo)通電阻和較快的開關(guān)速度，可支持高頻工作并降低導(dǎo)通損耗，有助于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)更加緊湊、熱設(shè)計更加優(yōu)化的微型逆變器系統(tǒng)。
Eggtronic首席執(zhí)行官Igor Spinella表示：
“這一參考平臺展示了先進數(shù)字控制技術(shù)與高性能GaN器件相結(jié)合后，如何幫助OEM合作伙伴開發(fā)高效率、小型化的微型逆變器解決方案。我們的目標是提供關(guān)鍵半導(dǎo)體技術(shù)，幫助成熟廠商和新興制造商加快創(chuàng)新，同時優(yōu)化系統(tǒng)整體性能。”
瑞薩電子電源系統(tǒng)市場與架構(gòu)高級總監(jiān)Pietro Scalia表示：
“我們的雙向GaN技術(shù)與先進控制方案相結(jié)合，可以為客戶開發(fā)下一代微型逆變器系統(tǒng)提供堅實基礎(chǔ)。”
500W參考平臺的主要特性
高效率表現(xiàn)：按照CEC標準測試，平均效率為96.1%；按照歐盟標準測試，平均效率為95.9%。在不同工作條件下，效率曲線較為平坦。
500W連續(xù)輸出功率：面向當(dāng)前高功率光伏組件設(shè)計。
高頻運行：開關(guān)頻率最高可達1MHz，有助于減小磁性元件尺寸。
低總諧波失真：THD低于3%，符合IEEE 1547標準要求。
單級成本優(yōu)化架構(gòu)：通過減少器件數(shù)量，幫助OEM廠商降低系統(tǒng)成本。
這款500W微型逆變器參考設(shè)計的型號為ERD00718，目前已面向符合條件的OEM廠商和系統(tǒng)制造商開放評估。
該設(shè)計集成了針對這一拓撲優(yōu)化的Eggtronic EPIC2ACO01控制器，以及瑞薩電子TP65B110HRU雙向GaN器件。
