芝芯方案｜东芝家用光伏逆变器方案，一起将光利用起来吧！

近年来碳中和、清洁能源、绿色出行等词汇一直围绕着我们的生活，这其实是因为在过往几十年中，人类大肆开采石油、煤矿来谋求发展，导致现在全球能源紧缺、气候加剧变暖。这一系列的变化，已经引起了各个国家的重视，为了保护好我们的家园，全球都在响应使用绿色能源和可再生能源来替代使用不可再生的碳资源。于是，太阳能，潮汐能等绿色能源成为了人们着眼的焦点。丰富的太阳能是无污染，取之不尽用之不竭的，若是能有效利用太阳能，就可以在一定程度上缓解能源紧缺和气温变暖等难题。因此，光伏发电这几年得到了十分迅猛的发展。

2021年，燃料价格上涨，天然能源减少，同时由于全球气温变暖，导致中国颁布最严限电令，影响了众多企业的生产，同时也影响到了部分居民的日常生活。那么，人们是否可以通过光伏发电来响应国家绿色发展号召、解决限电和断电带来的影响呢？答案是可以的。光伏发电的结构主要是太阳能转换成电能，电能逆变和电能存储等。其中最重要的则为光伏逆变部分，该操作可以将电能转换成可使用的市电以供家中电器使用。由于市面上的家用光伏逆变器的质量参差不齐，东芝为了帮助客户可以快速的推出家用逆变器产品，在光伏逆变器的升压和逆变电路方面做了完整的电路方案方便用户参考。

图1 光伏发电应用方案总方框图

升压转换器电路：

在提高太阳能电池板电压的DC-DC转换电路方面，东芝主要针对电压信号的采集，MCU的隔离保护与信号放大方面做足了功课。

图2 升压转换电路

在采集信号部分推荐采用隔离放大器TLP7820，该芯片具有SO8L小体积封装，±0.5／±1.0／±3.0的三档增益精度，同时具有5000Vrms的隔离电压，共模瞬态抗扰度20KV/μs（典型值）。可以完全实现隔离需求。

在信号放大方面，推荐采用低噪声运算放大器TC75S67TU，该芯片采用SOT-353F贴片型封装，其低噪声在电源输入2.5V时，典型值为6nV/√Hz，完全可以满足信号采集与放大的需求。

逆变器电路：

在实现DC向AC的转换方面，东芝选用了TX03系列M380组的TMPM381FWFG／TMPM383FSUG MCU与DTMOS全桥相结合的方式实现，该MCU具有主频高达40MHz，存储有128KB与64KB两种规格，具有16位定时器，串口，ADC等外设，方便用户实现对MOS的有效控制和电流电压的采集。

在对逆变器栅极驱动电路设计方面，东芝采用了多封装，多电流的DTMOS方便用户进行产品选择与设计。与此同时，在必要电路方面都加有光耦实现电路的保护，以保证整体电路输出的稳定可靠。

图3 逆变器电路

东芝在半导体电路设计方面，深知用户的需求，其实，在家用光伏逆变器方面不仅仅是升压和逆变，还有更多的保护和信号通信和采集电路方案供大家参考，东芝在电路保护和信号处理方面也一直不断深研，感兴趣的朋友，欢迎前往东芝半导体官网查看和学习。