基于N32G457的逆变器助力高效新能源应用

只看该作者 · 2022-7-27 19:33

本帖最后由安小芯于 2022-7-27 19:34 编辑

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基于N32G457的逆变器助力高效新能源应用

新能源建设进入发展快车道，逆变器市场需求放量

目前我国“新能源”发电和电网建设已进入发展快车道，以风电、光伏、水电、新型储能技术为代表的新能源电力体系将很快上升为产业主体。“十四五”期间，我国光伏、风电等新能源装机容量将快速提升，逆变器出货量将随之大幅增长。根据未来智库的分析报告，叠加光伏及储能两方面的需求，预计2025年全球逆变器新增市场规模可达969亿元，市场空间快速增长。

由于交流电在高压传输时比直流电更为高效，应用场景也更加广泛，因此随着新能源产业的兴起，太阳能等产生的大量直流电源需要转变为交流电并入电网，或者由锂、氢等储能电池或电瓶输出的低压直流电需要转换为220V交流电以供交流设备使用。逆变器作为新能源电力系统中DC/AC转换关键设备，直接影响能源转换效率、系统运行稳定性和设备寿命，在整个供电系统中占有重要地位，多应用于光伏电站、新能源汽车、户外用电、应急电源等场景。

基于N32G457的逆变器应用案例

逆变器是基于电压逆变工作原理将DC转化为AC的一种特殊变压器，通常由逆变桥、控制逻辑和滤波电路等部分组成，而MCU作为逆变器主控制芯片，在控制逻辑电路中起到非常关键的作用。例如，通过MCU集成的先进模拟控制外设可实现更高的控制精度，在逆变器中实现更低的延迟、更低的总谐波失真（THD）和更高的输出电能质量；通过MCU集成功能还可缩减整个逆变控制电路尺寸和减少外围器件使用量，从而降低系统BOM成本。

国民技术在新能源应用领域持续发力，以增强工业级通用MCU芯片等高效产品和应用解决方案不断提升电力能源管理效率，为新能源产业发展添砖加瓦。推出的N32G457系列是一款具有高性能、高集成、高可靠等优势特点的通用MCU，在储能逆变器、充电桩、汽车BMS等产品上得到广泛应用。

下图是基于N32G457系列通用MCU实现的一个车载逆变器应用方案结构框图。该逆变器将车载电瓶的12V DC转换为220V纯正弦波AC供负载设备使用，输出功率可达1200W。该车载逆变器具有启动速度快、转换效率高，带负载适应性与稳定性强的特点，产品具备短路、过载、过/欠电压、超温等保护功能，安全性能好。

N32G457系列MCU在逆变器应用中的优势特性：

32位高性能ARM Cortex-M4F内核，运行主频高达144MHz，144KB的SRAM可实现逆变器高效控制算法计算和处理。
内置高性能模拟接口，4个12bit 5Msps高速ADC支持差分模式，4个轨到轨运算放大器等，满足电流电压采样和检测的高速A/D转换需要。
通讯接口丰富，芯片配置了7个串口，3个SPI接口，4个I2C接口，2个CAN总线接口等，丰富的主通讯接口能够适应与数码管显示屏等各种不同设备的通信要求。
高精度的定时器资源，包含2个高级定时器，每个定时器有4个独立的通道，其中3个通道支持6路互补PWM输出，最高控制精度6.9nS，提供逆变器驱动电路需要的控制精度。
高可靠性，芯片-40℃至105℃的工作温度，在户外各种恶劣天气条件下长期稳定工作。
内置密码算法硬件加速引擎，实现硬件级安全，保护用户核心知识产权。

国民技术具有工业控制核心器件的全面支撑能力，凭借在产品技术创新、品质管控、稳定供货与本土化服务等方面的领先优势，在工业领域以优质MCU产品及解决方案助力合作伙伴实现更多创新应用并取得了优异成绩，N32系列32位工业增强级MCU等产品已在数字能源、工业电器、工业机器人、工业打印机商显、智能楼宇、交通等方面获得行业标杆客户批量应用。目前，国民技术正在与更多工业领域伙伴携手，进一步扩大合作伙伴生态圈，赋能我国工业数字化转型与升级发展。