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當(dāng)前，在全球能源形勢日趨緊張、越來越多國家和地區(qū)作出碳中和承諾的背景下，儲能系統(tǒng)作為能夠有效緩解可再生能源的不穩(wěn)定性以及間歇性，保障電網(wǎng)安全，提高能源利用效率，并降低用電成本的方案而持續(xù)受到關(guān)注。因此，儲能作為全球能源轉(zhuǎn)型的重要環(huán)節(jié)，其市場需求將伴隨能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程的不斷深入而擴(kuò)大。便攜儲能采用內(nèi)置高能量密度的鋰離子電池提供穩(wěn)定的交直流電輸出，是一種安全、可靠、便攜、穩(wěn)定、環(huán)保的小型儲能系統(tǒng)。根據(jù)中國化學(xué)與物理電源協(xié)會數(shù)據(jù)，全球便攜式儲能行業(yè)的市場規(guī)模從 2016 年的 0.6 億元，大幅上升至 2020 年的 42.6 億元，年復(fù)合增長率高達(dá) 190.28%，預(yù)計(jì)至 2026 年將進(jìn)一步上升至 882.3 億元，市場前景廣闊。

戶用儲能可稱為家庭儲能系統(tǒng)，在用電低谷時(shí)，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(shí)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(jì)從 2021 年的 9.5GWh 上升至2025 年的 93.4GWh，復(fù)合增長率達(dá) 77.07%。

在工商業(yè)領(lǐng)域，儲能系統(tǒng)主要用途是峰谷套利，即在用電低谷時(shí)利用低電價(jià)充電，在用電高峰時(shí)放電供給工商業(yè)用戶，用戶可以降低用電成本，同時(shí)保證用電穩(wěn)定性。根據(jù) Wood Mackenzie, IEA, SolarpowerEU, USDOE 的數(shù)據(jù)，全球工商業(yè)儲能市場新增裝機(jī)規(guī)模預(yù)計(jì)從 2021 年的 15.8GWh 上升至 2025年的 94.0GWh，復(fù)合增長率達(dá)56.18%。

如何實(shí)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)周期是廣大電源研發(fā)工程師的關(guān)注焦點(diǎn)。Microchip 的 Level 4 純數(shù)字電源方案， 將為新能源儲能逆變這個(gè)行業(yè)提供完美的解決方案。

此電路設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)如下：

1. 圖騰柱拓?fù)浼軜?gòu)可實(shí)現(xiàn)電源的雙向變換運(yùn)行。
2. 三相交錯(cuò)操作可減小輸出電流紋波，從而降低輸出電流的THD。
3. 整套MCHP的車規(guī)級器件選型，確保方案通過AEC-Q100認(rèn)證。
4. 測量電網(wǎng)電流，確保逆變工作時(shí)提供的正弦電流與電網(wǎng)同相。
5. 三相交流輸入可實(shí)現(xiàn)大功率變換應(yīng)用。

?產(chǎn)品實(shí)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：
主控制器MICROCHIP DSP dsPIC33CH512MP506為高性能雙核數(shù)字電源專用控制器，DSC主核工作頻率為90MHz，從核工作頻率為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(shí)僅285ns。
4、三相圖騰柱PFC：
三相交流220V輸入，實(shí)現(xiàn)雙向AC-DC變換運(yùn)行。
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、平滑的過零尖峰處理：
利用DSP控制零點(diǎn)正負(fù)半周切換，輸出與電網(wǎng)電壓同相且同頻率，實(shí)現(xiàn)以較高功率因數(shù)饋送電流，過零檢測電路用于檢測電網(wǎng)電壓狀態(tài)。
7、MPLAB X IDE 圖形化配置：
通過MPLAB X IDE 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：三相AC 220V
最大功率：11KW
輸入電流：16.6A
輸出電壓：790DC +/- 5 Vdc
PWM 頻率：66KHz
轉(zhuǎn)換效率：99%
短時(shí)過載：18.3 A (rms) (5500 W at 130 Vac, 11000 W at 260 Vac)
USB在線升級：支持(使用MCC生成代碼)
環(huán)境溫度：小于50℃
AEC-Q100：所有器件均為車規(guī)級
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