基于Microchip dsPIC33CK256MP506的3.3KW雙向圖騰柱PFC逆變電源方案

隨著新時代社會經(jīng)濟(jì)爆發(fā)式發(fā)展，全球能源結(jié)構(gòu)深刻變革，近幾年全球?qū)矣脙δ芟到y(tǒng)的需求也迅速增長。家庭儲能系統(tǒng)，在用電低谷時，戶用儲能系統(tǒng)中的電池組能夠自行充電，以備在用電高峰或斷電時使用。根據(jù) Wood Mackenzie, IEA, SolarpowerEU,USDOE 的數(shù)據(jù)，全球戶用儲能市場新增裝機(jī)規(guī)模預(yù)計從 2021 年的 9.5GWh 上升至2025 年的 93.4GWh，復(fù)合增長率達(dá) 77.07%。2023年全球家用儲能系統(tǒng)市場銷售額為87.4億美元，預(yù)計2029年將達(dá)498.6億美元，年復(fù)合增長率（CAGR）為33.68%（2023-2029）。另外據(jù)預(yù)測2027年便攜儲能市場將達(dá)到900億元；還有一個風(fēng)口是AI Server市場規(guī)模持續(xù)增長，帶來了數(shù)字化、智能化服務(wù)器所需的高功率服務(wù)器電源的需求，目前單機(jī)3KW服務(wù)器電源亦開始廣泛應(yīng)用。

       對于以上這些應(yīng)用，傳統(tǒng)開關(guān)電源難以滿足“體積小、重量輕、效率高”的要求。由于全數(shù)字電源采用MCU控制，可以精準(zhǔn)靈活的實現(xiàn)用戶要求。

       我們品佳集團(tuán)基于Microchip dsPIC33CK256MP506開發(fā)的高功率密度3.3KW雙向圖騰柱PFC逆變電源，為目前市場性價比最高的方案之一。

       此方案采用電流內(nèi)環(huán)+電壓外環(huán)雙環(huán)數(shù)字控制，開關(guān)頻率可達(dá)100KHz，設(shè)置了短路、過流、欠壓、過壓等保護(hù)功能，通信接口UART對外傳輸數(shù)據(jù)。

       廣大電源研發(fā)工程師的關(guān)注焦點(diǎn)是實現(xiàn)儲能電源系統(tǒng)可靠穩(wěn)定并網(wǎng)運(yùn)行、降低轉(zhuǎn)換損耗、增加功率密度，降低開發(fā)難度及開發(fā)周期是。Microchip 的 Level 4 純數(shù)字電源方案， 將為新能源儲能逆變這個行業(yè)提供完美的解決方案。

?場景應(yīng)用圖

?產(chǎn)品實體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

1.  高速DSP運(yùn)算：MICROCHIP DSP dsPIC33CK256MP506為高性能數(shù)字電源專用控制器，DSC主核工作頻率為100MHz，單指令周期運(yùn)行。 2. 高分辨率PWM驅(qū)動：PWM分辨率為250ps，以合適的開關(guān)頻率提高電源轉(zhuǎn)換效率，保證良好的EMI特性。 3. 專用ADC內(nèi)核與共享ADC模塊： ADC轉(zhuǎn)換延時僅285ns。 4. 雙向圖騰柱PFC：單相交流220V輸入，實現(xiàn)雙向AC-DC變換運(yùn)行，高功率密度、高效率、高功率因數(shù)。 5. 交流正弦輸出并網(wǎng)：經(jīng)調(diào)制的正弦PWM產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制的正弦初級MOSFET電 流，在輸出電容上產(chǎn)生整流正弦電壓 / 電流。 6. 雙環(huán)路數(shù)字控制：采用雙環(huán)路數(shù)字控制，開關(guān)頻率可達(dá)100KHz，超高分辨率控制。 7. MPLAB X IDE 圖形化配置：MPLAB X IDE 中的MCC插件，以圖形化配置生成各類外設(shè)模塊的初始化代碼和底層驅(qū)動，可極大降低軟件開發(fā)難度，減輕工程師的開發(fā)負(fù)擔(dān)，常規(guī)應(yīng)用無需看寄存器定義即可完成開發(fā)。

?方案規(guī)格

輸入電壓： 單相AC 220V 最大功率： 3.3KW 輸入電流： 15A 輸出電壓： 400DC +/- 5 Vdc PWM 頻率： 100KHz 轉(zhuǎn)換效率： 98.5% iTHD： 小于5%      (在Load >20%時) USB在線升級： 支持(使用MCC生成代碼) 環(huán)境溫度： 小于50℃ 尺寸： 208mm X 88mm X 45mm