【应用】瑞萨推出并网太阳能微型逆变器解决方案，集成高性能MCU、光耦合器和IGBT，点亮绿色能源未来之路
随着全球能源危机不断加剧，太阳能作为一种绿色、可再生的能源逐渐受到人们的关注。在太阳能发电系统中，光伏逆变器的作用不可或缺，它可以将太阳能电池板所发的直流电转化成家电使用的交流电。光伏逆变器从类型上可分为集中式逆变器、组串式逆变器、集散式逆变器、微型逆变器四类，其中微型逆变器凭借高能量利用率和易于维护等特点备受欢迎，市场前景广阔。
针对这些趋势，瑞萨电子推出了并网太阳能微型逆变器解决方案，该方案集成了公司旗下高性能MCU以及其他关键电源和模拟器件，每个系统单元仅处理数十伏直流电，但所有直流电都并联连接，这最大限度地减少了潜在的安全隐患。
系统框图
器件介绍
本方案核心采用的RA6T2 MCU基于240MHz的Arm® Cortex®-M33内核设计，具有针对高性能和高精度电机控制而优化的外设，可在提高性能的同时降低材料清单(BOM)成本。不仅如此，RA6T2 MCU还内置了可根据输入电压范围设置增益的放大器，并将检测异常电压输入和过电流的比较器等外部模拟元件整合在内。此外，该产品采用的高分辨率PWM，能够实现对DC/DC、DC/AC转换的高精度控制。
在稳压器的选型上，本方案应用了RAA211250同步降压稳压器，其支持4.5V至30V的输入电压范围和可调输出电压，可以提供高达5A的连续输出电流，具有卓越的负载和线路调节性能。RAA211250使用峰值电流模式控制架构。其PWM开关频率是可编程的，以提供瞬态响应和效率之间的最佳平衡。它还支持PFM操作和DEM，以最大限度地提高轻负载效率，此外还支持外部偏置LDO输入，能够进一步降低整个负载范围的功耗。调节器还具有内部环路补偿电路，以减少外部部件数量和BOM成本。
对于模拟隔离放大电路部分的设计，瑞萨太阳能微型逆变器解决方案采用了PS8352AL2光耦合器，它集成了高精度ΔΣA/D转换器、高速响应和高亮度效率的GaAIAs发光二极管以及高精度D/A转换器，具有高共模瞬态抑制(CMTI)和高线性度(非线性)，专为电流和电压传感而设计。
除此之外，本方案采用了MOSFET、IGBT和驱动器等一系列高性能功率半导体产品，包括RJK1002DPN-A0功率MOSFET、RBN75H65T1FPQ-A0 IGBT、PS9402光耦合隔离器以及ISL89163 MOSFET驱动器等。其中，PS9402光耦合隔离器专为高共模瞬态抗扰度(CMR)、高输出电流和高开关速度而设计，其在芯片上集成了输入侧的GaAlAs LED和输出侧的光电二极管、信号处理电路和功率输出晶体管，具有去饱和检测和主动式米勒箝位功能，可增加电路的安全性。得益于这些产品的性能，本方案能够显著提高电源的转换效率。
大力发展、利用绿色能源已经成为全球企业的共识。作为绿色能源的积极推进者，瑞萨电子不仅在工厂大面积铺设太阳能板以实际行动支持绿色能源应用，还围绕着风能与太阳能的发电-使用-存储各个应用环节推出了多种器件和解决方案，为绿色能源发展提供支撑。此次推出的并网太阳能微型逆变器方案能够以一种“简单、高效、高性价比”的方式助力太阳能的使用开发，未来瑞萨还将为客户提供更多低功耗、高效率的产品和解决方案，为打造绿色可持续的地球生态而努力!
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