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先来看看这款太阳能逆变器外观。
整机面板正面简洁易识别:有系统工作指示、状态指示、太阳能指示等。尺寸为L*W*T:65*40*15(cm),是一款长方体的壁挂式产品。
其正面朝下,可见到太阳能板连接端口、负载连接端口、专用的电池接入端口,以及一个标准的电池管理系统(BMS)通信接口。
在设备的左侧面,配置有开关(ON/OFF)按钮、RS232通信接口、并联连接端口(PAR1/PAR2),以及一个用于连接WIFI外置天线的插口。
接下来,拆开机盖,看看内部电路。
正中央位置的主控电路,使用TEXAS INSTRUMENTS TMS320F28069PZT 微控制器, 32位,90MHz, 高达256KB的闪存,100KB的随机存取存储器(RAM),2KB一次性可编程(OTP)ROM,LQFP100封装。背板式结构,将主板用6个飞机架固定在底板上。
功率回路的关键器件之一是功率电感,直接影响功率和效率。其大功率电感器的安装,采用了导热胶进行灌封处理,有效增强了其稳定性并提升了散热性能,确保能在高温环境下可靠使用。
在逆变回路中,直流输入和升压输出部分均采用了丰明薄膜电容进行滤波,相较于电解电容,薄膜电容具有更高的耐热性能和更长的使用寿命,从而能够满足长时间处于高温环境下的应用要求。
集成了专用的WIFI模组,以实现设备的在线通信功能。
功率MOSFET元件用螺丝锁定,紧贴在底部的散热片上,能够高效地辅助逆变器电路的运行,确保逆变器能够持续稳定地在满功率状态下输出。
功率MOSFET的驱动系统采用了14颗晶台品牌光耦,型号为KL1018,长小型贴片式LSOP4封装,上升时间tr=2us,下降时间tf=3us;ton=4us,toff=3us;这些光耦元件能够适配高达30KHz频率的高频开关信号。
电路板正面使用了6颗晶台品牌光耦,采用KL1019,LSOP4封装。这些光耦专门用于通信接口的隔离,实现了BMS、并联信号、并网链接信号以及RS232等接口之间的数据交互功能。
在电路板的背面,使用了两颗晶台品牌光耦,均为KL1019型号,LSOP4封装。其中一颗光耦负责辅助电源的隔离反馈功能,而另一颗则专门用于信号的传输。
晶台光耦KL1018/KL1019系列产品,被广泛应用于太阳能储能逆变器产品;由一个红外发射二极管,通过光耦合到一个光电晶体管构成光电耦合器,均采用4引脚LSOP封装,工作温度Topr适应-55~110℃,5KV隔离电压,8mm长爬电距离,是严格通过UL,VDE,CQC等安全认证的工业级产品。
▲ 参考晶台光耦的数据手册(DataSheet)
总结:
该整机功能完备,线路布局合理,材料选型坚实可靠。主电路依次集成了EMI滤波模块、开关管驱动与保护模块、升压(BOOST)模块、移相高频隔离模块、逆变模块以及输出滤波模块等。晶台光耦合器,在电路中起到关键的隔离驱动和信号隔离传输作用;光耦隔离电路的使用,使得该设计简单,便于并网发电,实现多机组并联输出,从而进行功率扩展应用。
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