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

极海半导体：极海G32R501 2.2kW高性能矢量变频器参考方案

　　工业互联网、人工智能、物联网等创新技术的快速发展，推动变频器行业加速向智能化、数字化方向迈进。变频器不仅具备调速和节能功能，还能融合远程监控、故障预测和自适应控制等技术，显著提升设备的运行效率和稳定性，同时降低能耗和排放。这些特性使其更符合国际节能减排目标要求。　　极海2.2kW高性能矢量变频器参考方案介绍　　极海G32R501 2.2kW高性能通用矢量变频器参考方案，主要用于控制和调节三相交流同步电机的速度和转矩。采用高性能的矢量控制技术，低速高转矩输出，具有良好的动态特性、超强的过载能力、增加了用户可编程功能及后台监控软件，通讯总线功能，支持多种PG卡等，组合功能丰富强大，性能稳定。　　可用于纺织、造纸、拉丝、机床、包装、食品、风机、水泵及各种自动化生产设备的驱动。　　软硬件介绍　　G32R501 2kW变频器参考方案，由功率板、控制板、按键显示板组成。　　本方案搭载无感观测器，实现高性能无感FOC控制，可实现调速范围：1:200;转速精度：±0.5%;转矩精度：5Hz以上±0.5%　　方案优势　　■ 基于G32R501实时控制MCU的单芯片方案　　■ 支持零速度切换，瞬停不停，提高设备运行的稳定性、安全性和连续性　　■ 支持电机参数静态辨识(电阻/电感/磁链)　　■ 同步电机驱动超强过载能力(可调可设)，提供更高灵活性和可靠性　　■ 载波频率：0.8kHz~16kHz，可根据负载特性自动运行，在控制精度、噪声、效率和适应性等方面具有显著优势　　■ PI自整定：模型参考自适应，自动优化控制参数，提高控制精度、动态响应和系统稳定性　　采用G32R501芯片在240MHz主频下，单核FLASH中运行时(路径：ITCM → FACC → Flash)，控制环路周期：62.5μs，优化等级为O2状态下，环路执行时间：<19.8μs(同类产品执行时间为24μs)。　　正反转零速切换　　支持正反转运行，实现零速度自由切换。通过优化控制策略在正反转切换时设置合理的过渡区和切换逻辑，实现电机在零速时的平滑切换，并采用状态机的滞环切换方案，确保电机在正反转切换时不会出现机械特性反转。　　IPD初始位置检测　　采用脉冲注入法：假定转子处于某一位置建立 dq 坐标系，将 0-360 电区间划分成 N 份，在每个区间打出等幅值脉冲并采集AB相电流。由于转子磁效应会影响电流变化率，和 S 极方向相同方向的电流变化率越大，和 N 极相同方向电流的变化率越小，找出电流变化率最大的脉冲对应的电角度，再叠加上代码假定的初始角度，即为转子的初始位置，在此基础上还可利用增量式光电编码器数值做抖动补偿。　　参数辨识　　支持电机参数静态辨识(电阻/电感/反电动势(磁链)),PI参数自整定，无需人工调试，一键运行。　　■ 电阻识别技术：采用直流注入法，给电机绕组施加直流电压，测量绕组中的直流电流，根据欧姆定律计算电阻，并对电流和电压进行低通滤波。　　■ 电感识别技术：采用脉冲电压法，在准确的两相旋转坐标系的 d、q 轴上注入正反向的高频脉冲电压，依据电压方程计算出 d、q 轴电感。　　■ 反电动势识别技术：采用状态观测器，通过对电机转子位置、速度和电流等状态的估计，实现对反电动势的观测和估计。　　■ PI参数自整定：通过建立闭环电机模型，引入临界增益和临界周期来确定最佳的Kp和Ki值。　　通过以上技术，可实现无传感器高精度控制。　　G32R501芯片特性　　■ 内核与存储：基于Cortex-M52双核架构，主频250MHz，配备紧耦合内存(ITCM、DTCM)、I/D-Cache，Flash预取，实时性能高;　　■ 扩展指令：极海自研紫电数学指令扩展单元，支持CRC运算、Viterbi、三角函数、除法、开方等数学运算;　　■ 增强型控制外设：　　· 16个PWM通道，多通道同步性能高，助力低速精准电机控制;　　· 灵活的IP联动功能，PWM模块具有额外两个比较子模块(CMPC、CMPD)专门用于产生同步事件，可在计数器任意时刻产生事件，同步事件可传递至任一PWM模块同步PWM相位，并触发ADC开始采样;　　■ 高精度模拟外设：　　· 3个3.45MSPS的12-bit高速ADC，快速准确采集模拟信号，减小信号延迟;　　· ADC支持3.3V/2.5V内部参考源，2.5V参考源时，电压分辨率可提升32%，提高反馈信号采样精度;　　■ 丰富通信接口：CAN×2、I2C×1、UART×2、SPI×2、QSPI×1、LIN、PMBus×1。　　极海G32R501 2kW高性能矢量变频器量产级参考方案，涵盖完整的软硬件设计，可提供全功能软件固件和变频器控制上位机PC调试工具，支持参数设置、JOG调试、故障排查、波形分析等功能;方案配有详细使用指南，方便工程师快速进行上手使用、性能评估以及二次开发。

2025-03-10 14:04 reading：292

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