极海半导体：基于G32R501的800W双路MPPT微型逆变器参考方案-Ameya360 electronic components purchasing network

极海半导体：基于G32R501的800W双路MPPT微型逆变器参考方案

Release time：2025-02-27

author：AMEYA360

source：极海半导体

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　　近年来，全球可再生能源需求持续增长，尤其是分布式发电和户储光伏系统的广泛应用，推动了微型逆变器市场规模的迅速扩张，目前已达百亿级别。微型逆变器作为连接太阳能与电网的关键设备，不仅是能源转换的核心枢纽，更是推动绿色能源普及的重要技术载体。

　　极海半导体推出G32R501 800W双路MPPT微型逆变器参考方案，旨在以更高效、更智能的量产级技术方案，助力全球能源转型。该方案通过G32R501实时控制MCU实现光伏微逆变器的数字控制，并可同时接入两路光伏输入，具有独立MPPT功能，额定功率800W，可使用锁相环追踪电网角度，支持并网运行模式。

极海半导体：基于G32R501的800W双路MPPT微型逆变器参考方案

　　极海800W双路MPPT微型逆变器参考方案介绍

　　极海微型逆变器参考方案采用G32R501实时控制MCU，应用中需要的所有关键功能均由该芯片主控实现，如MPPT、电网SPLL同步、反激原边电流逐波追踪电网电压正弦变化以及对外USART通讯等，并驱动两个功率单元实现反激隔离变换与输出换向功能。

　　方案特点

　　· 基于G325R01实时控制MCU单芯片方案，对反激和换向功率单元进行全面数字控制;

　　· 最大光伏输入电压60V，MPPT电压范围16V~60V，启动电压22V，2路MPPT，最大输入电流14A;

　　· 支持电网电压范围AC 180V~275V，频率45Hz~55Hz;

　　· 额定输出功率800W，额定输出电流3.5A;

　　· 满载功率因数>0.99，峰值效率94.0%;

　　· 标称MPPT效率99.80%;

　　· 工作温度-40℃~60℃，自然散热。

　　方案功能

　　本方案集成反激功率单元和换向功率单元，并由单芯片G32R501实时控制MCU实现光伏并网输出功能。

　　· 反激功率单元作为微型逆变器的核心功率单元，由两组完全相同的反激电路组成，为提升系统传输功率，每组反激电路又进行了两相交错并联，实现光伏的最大功率追踪(MPPT)功能，并调节反激变压器的原边电流的变化趋势、追踪电网电压正弦变化，实现单位功率因数输出功能;

　　· 换向功率单元由两个桥臂组成H桥，每个桥臂由一只MOS管和一只可控硅串连组成，通过锁相环为反激功率单元工作提供角度，并控制四只管子实现电流的正弦输出。

　　· 基于极海G32R501微型逆变器方案，其两路MPPT独立寻优，避免光伏系统中因组件的不匹配(比如阴影遮挡，光照角度等)导致整体发电量的损失，提升发电量至少5%;

　　· 另外单块组件损坏或逆变器故障，不会对整个系统运行产生影响，确保整体系统发电高效稳定;

　　· 支持组件多朝向、多倾角安装(如屋顶不同斜面)，最大化利用不规则空间，且兼容不同功率、型号的光伏组件，新旧设备可混合使用。

极海半导体：基于G32R501的800W双路MPPT微型逆变器参考方案

　　G32R501芯片特性

　　· 高算力：主频高达250MHz，SRAM可灵活配置为零等待访问周期ITCM和DTCM，通过Cortex-M52内核的ACI功能，可以将自定义指令直接纳入内核处理，大幅提高运算能力，为电源应用中常用滤波器、补偿器、锁相环等算法提供运算加速;

　　· 控制外设：内置16个PWM通道，每个通道均支持典型值151ps的高分辨率PWM输出，另外还带有谷底开通模块，满足微型逆变器谷底开通、峰值电流关断的配置要求;

　　· 模拟外设：7个比较器单元，每个比较器内置2个12-bit DAC，支持消隐和滤波功能，可实现微型逆变器的峰值电流关断和谷底开通配置;

　　· 3个3.45 MSPS 12 位模数转换器，支持31个外部通道，可为微型逆变器提供同步采集和短延时采集需求，更优的MPPT追踪性能;

　　· 工作温度覆盖-40℃~125℃，对电磁环境有更高容忍度，适应复杂的工业工作环境。

极海半导体：基于G32R501的800W双路MPPT微型逆变器参考方案

　　微型逆变器作为光伏发电系统中重要的组成部分，是推动可再生能源普及、实现能源结构转型和可持续发展目标的重要技术点。极海G32R501 800W双路MPPT微型逆变器参考方案，可提供完善的软硬件设计文件，涵盖示例程序固件、极海自研上位机以及用户指南等，方便工程师快速进行上手使用、性能评估以及二次开发，助力客户项目快速量产落地。

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行业新闻

极海G32R501实时控制 MCU 跨域新境界丨面向新一代高效能高实时控制设备

　　极海半导体首款基于Arm® Cortex®-M52双核架构的实时控制MCU——G32R501正式发布。该系列新品基于40nm先进工艺制程，支持双内核高效协同，集成高性能感知、丰富控制外设和灵活外设互联系统，是面向新能源逆变器、工业自动化、商业电源、新能源汽车等场景中高端应用研发的高性能实时控制MCU产品，旨在从芯片端解决实时控制系统对更高效率、更高功率密度、更高精度和更高可靠性的设计挑战，其应用范围覆盖光伏/储能逆变器、充电桩电源模块、服务器电源、车载OBC、UPS、伺服控制器、机器人等。　　双核革新架构设计，支持高能效、低延迟系统设计　　G32R5系列采用最新Arm v8.1-M架构设计的Arm® Cortex®-M52双核CPU，支持同构双核并行工作，可同时执行高性能计算任务和实时控制任务，工作主频高达250MHz，实时算力可媲美800MHz的Cortex-M7内核产品;内置单/双精度浮点运算单元(FPU)，支持Arm HeliumTM技术，显著增强高级数字信号处理(DSP)能力和机器学习(ML)应用性能，将AI算力带入更低成本、更低功耗应用产品中;同时通过支持自定义数据通路CDE接口，可扩展极海自主研发的紫电数学指令扩展单元，在指令集层面支持三角函数、傅里叶变换、复杂数学等多种数学计算加速，大幅缩短数学计算时间、降低CPU访问延时，从而提升系统整体实时性和智能化。　　G32R501支持最高640KB Flash，其中Flash分为512KB和128KB两个独立存储单元，支持并行编程和执行;此外，产品内置128KB SRAM，支持紧耦合存储器(TCM)以存储实时控制核心代码，从而显著提升运行效率;另外还拥有6通道DMA模块，有助于减轻CPU负担，实现更高效数据传输。　　优化信号采集，灵敏感测输入单元　　G32R501 集成了丰富的高性能模拟和信号处理外设，为复杂实时控制应用提供了强大支持：　　3个12 位ADC(3.45MSPS 采样率)　　可准确、高效地采集和处理多个模拟信号，从而显著提升系统数据吞吐量和响应速度。　　7个内置12位参考DAC的比较器　　支持跳闸功能，可对输入电压电平进行实时监控，确保系统的安全性与稳定性。　　7个增强型捕捉模块(CAP)　　其中2 个支持高分辨率捕捉(HRCAP)功能，可实现高精度的信号捕获，适用于高速动态控制场景。　　2个增强型正交编码器脉冲(QEP)模块　　支持CW(顺时针)/CCW(逆时针)运行模式，满足精密电机控制需求，提供高精度的位移和速度测量能力。　　4个Σ-Δ滤波器模块(SDF)　　用于提升 ADC 的精度和信噪比，优化信号质量，特别适合高噪声环境下的模拟信号处理。　　增强型控制性能，实现高精准实时控制　　G32R501 通过内置丰富的高精度控制与通信外设，进一步提升了系统性能和应用适配性：　　16个高分辨率PWM通道(150ps分辨率)　　提供极高精度和准确度的控制信号，优化系统性能，同时具备卓越的电源拓扑适应性，能够满足复杂功率管理和动态控制的需求。　　4个灵活逻辑块(FLB)　　通过配置增强型外设互联，为片上控制外设提供高效、灵活的连接性能，从而简化系统设计并提升实时控制效率。　　丰富的通信外设　　集成了UART、CAN、I2C、QSPI和PMBus等多种通信接口，结合多个多路复用选项，能够灵活适配多样化的应用场景，满足工业自动化、新能源、汽车电子等领域的通信需求。　　高安全系统架构，适配中高端应用可靠性需求　　G32R501 在安全性和可靠性方面表现出色，通过多项设计和认证，确保其在严苛环境中的稳定运行：　　双代码安全(DCS)功能　　提供全面的安全防护，防止未经授权的访问和查看片上安全存储器及其他安全资源，确保数据和系统的机密性与完整性。　　多重安全增强功能　　丢失时钟检测电路：实时监测时钟信号，防止时钟异常导致的系统故障。　　看门狗定时器：确保系统在出现异常时能够自动复位，提高运行可靠性。　　寄存器写保护：防止关键配置被意外修改，增强系统稳健性。　　纠错码(ECC)与奇偶校验：为存储器和数据传输提供错误检测与修正能力，提升数据完整性。　　国际认证与环境适应性　　符合 IEC61508 SIL2 安全完整性等级，满足工业控制领域的高安全性需求。　　符合 AEC-Q100 Grade 1 认证标准，适用于汽车电子领域。　　宽工作温度范围(-40℃ ~ 125℃)，在复杂应用场景下亦能保持卓越的实时信号处理性能和稳定性。　　全方位生态支持，加速产品创新升级　　G32R501 提供了完善的生态开发体系，助力工程师高效开发，实现更短的项目落地周期：　　全方位生态支持　　提供多种库资源：驱动库、数学库、中间件、安全库、应用库，满足用户在不同开发阶段的需求。　　支持多任务操作系统和软硬件开发工具，确保开发流程流畅。　　兼容主流 IDE 工具链：KEIL、IAR、Eclipse，方便用户使用熟悉的开发环境。　　丰富的硬件支持　　G32R501 EVAL 评估板：用于完整功能演示和初步方案验证，帮助用户快速上手。　　双电机调试板：为复杂的电机控制应用提供高效调试支持。　　EtherCAT 总线调试板：满足工业通信领域的高性能总线协议调试需求。　　极海实时控制团队还能提供快速响应、全面周到的技术支持服务，可提供48V/50A 双向电源、800W 一拖二微型逆变器、EtherCAT 总线型高压伺服控制器、低压无感双电机、2.2kW 高性能矢量变频器等量产级参考方案，满足各类用户的多场景应用需求。　　随着中国引领的全球“碳中和”及“碳达峰”浪潮，实时控制技术已经融入到了每一个数字控制系统中，极海G32R501系列实时控制MCU的推出，将进一步拓宽边缘AI在更丰富终端应用产品的应用，为数字时代的升级变革再垒砌一块基石。

2025-05-15 09:35 reading：203

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