編者按：日前，ADI公司全球CEO宣布了全新的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略，變身面向應(yīng)用的系統(tǒng)級(jí)解決方案公司將成為公司為之奮斗的方向，緊接著ADI能源及隔離產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理Ian Lawee馬不停蹄來(lái)到中國(guó)正式發(fā)布了面向光伏逆變器應(yīng)用的顛覆性的電源轉(zhuǎn)換平臺(tái)，從而為光伏發(fā)電實(shí)現(xiàn)低成本高效率提供了新的可能，這也是ADI公司物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略布局的具體實(shí)踐。

Ian Lawee

       近年來(lái)，隨著太陽(yáng)能面板和電池系統(tǒng)成本的大幅度下降，推動(dòng)了逆變器技術(shù)的發(fā)展需求，并帶動(dòng)了太陽(yáng)能效率的新一波改進(jìn)浪潮。新型逆變器設(shè)計(jì)要求縮減尺寸、重量和成本時(shí)，需要進(jìn)一步全面挖掘數(shù)字處理技術(shù)的潛力，從而實(shí)現(xiàn)顛覆性逆變器產(chǎn)品的開發(fā)。

電價(jià)成本成制約光伏發(fā)電瓶頸

       光伏逆變這樣的一個(gè)技術(shù)，在過(guò)去幾年已經(jīng)有很大的長(zhǎng)足的改進(jìn)，但是離它最終的目標(biāo)或者是操控目標(biāo)還有一段距離，這個(gè)目標(biāo)是什么？

       ADI能源及隔離產(chǎn)品事業(yè)部的總經(jīng)理Ian Lawee認(rèn)為，光伏發(fā)電能夠獲得消費(fèi)者廣泛認(rèn)可的瓶頸，就是光伏發(fā)電的電價(jià)可以與市電平價(jià)。具體來(lái)說(shuō)，就是利用光伏新能源產(chǎn)生電力的價(jià)格，和傳統(tǒng)能源比如說(shuō)用水電或者是煤電市電的價(jià)格是相等的，這時(shí)候新能源才能夠被大力的接受和推廣。

       在過(guò)去幾年里，我們看到光伏設(shè)備的價(jià)格下降主要由電池板價(jià)格降低來(lái)驅(qū)動(dòng)，而當(dāng)電池板成本的下降到達(dá)一定程度時(shí)，實(shí)際上系統(tǒng)當(dāng)中其它組成部分（主要是逆變器）成本就會(huì)占比越來(lái)越大，這樣在這些部分的成本下降也會(huì)變得越來(lái)越重要。

　　在光伏設(shè)備系統(tǒng)中，光伏逆變器已經(jīng)成為系統(tǒng)成本降低的重要驅(qū)動(dòng)力，光伏逆變器的效率提高、體積減少、成本減少上，對(duì)整個(gè)光伏系統(tǒng)都會(huì)有革新性的變化，進(jìn)而為光伏發(fā)電的價(jià)格趨向市電價(jià)格做出推動(dòng)作用。

光伏逆變器的三個(gè)革新趨勢(shì)

　　光伏逆變器的確正處在快速革新發(fā)展當(dāng)中，光伏逆變器在體積、重量、成本和提高效率方面的變革，都在推動(dòng)著未來(lái)幾年光伏發(fā)電市場(chǎng)的進(jìn)步。

　　首先來(lái)看一下如何實(shí)現(xiàn)市電平價(jià)，甚至于光伏能源的價(jià)格，低于傳統(tǒng)能源的價(jià)格。

       Ian Lawee表示，很重要的一點(diǎn)，我們需要減少逆變器的體積重量，這樣的話其實(shí)就可以減少很多磁器件或者電感器件，這些器件一方面是重量很大、體積很大，另一方面成本也很高。第二個(gè)方面，我們要增加可靠性，這樣的話整個(gè)系統(tǒng)可以用更少的器件，更簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，更快的進(jìn)行開發(fā)迭代。第三個(gè)方面就是增加效率，效率增加了以后多產(chǎn)出電能，所以它最終可以降低產(chǎn)出的電價(jià)。

　　Ian Lawee認(rèn)為，光伏逆變器正在進(jìn)行中的革新與升級(jí)，設(shè)備廠商在面對(duì)市場(chǎng)時(shí)產(chǎn)品開發(fā)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面的趨勢(shì)。

       第一個(gè)方面就是需要更快的切換速率。更快的切換速率有兩層含義，一種是更新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也就是多層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。目前可能是三變頻，以后也許會(huì)變成五變頻。另一種是寬靜待的功率器件，包括氮化鎵和碳化硅這些器件的應(yīng)用。上述這兩種方式，都需要更高的切換頻率，來(lái)滿足這個(gè)逆變器更高的效率。

       第二個(gè)不僅僅是更高的效率和更低的成本，而是在于安全性。因?yàn)楣夥孀冞@樣的設(shè)備，最終很大可能是要連接到電網(wǎng)上面的。而如果安全性上得不到保證，就會(huì)造成很大的傷害或者是災(zāi)害，比如說(shuō)著火等等這些災(zāi)害。所以在考慮成本下降的同時(shí)，我們必須要保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性，并且通過(guò)相應(yīng)的安規(guī)。在這些方面，我們的技術(shù)也做了很多的積累，包括我們?cè)陔姺鼨z測(cè)等等方面，可以保證我們?cè)谡麄€(gè)系統(tǒng)成本下降的同時(shí)，同時(shí)保證我們的安全性的高標(biāo)準(zhǔn)，甚至比原來(lái)還更強(qiáng)。

       第三個(gè)方面，對(duì)于客戶來(lái)說(shuō)怎么樣能夠?qū)崿F(xiàn)高效開發(fā)。光伏逆變器的更新?lián)Q代將迎來(lái)一波快速期，這就要求設(shè)備廠商具備快速開發(fā)的能力，而基于ARM這樣的處理器的電源轉(zhuǎn)換平臺(tái)，可以使他們能夠更快的完成新產(chǎn)品的開發(fā)，滿足他們開發(fā)產(chǎn)品周期的需求。

“獨(dú)立雙核”架構(gòu)的電源轉(zhuǎn)換平臺(tái)

　　針對(duì)光伏逆變器成本不斷降低和體積不斷變小的趨勢(shì)，電源轉(zhuǎn)換平臺(tái)勢(shì)必要做出徹底的改變，才能適應(yīng)這一需求。

　　據(jù)Ian Lawee介紹，傳統(tǒng)意義上一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的高精確電能轉(zhuǎn)換平臺(tái)包括如下幾個(gè)重要組成部分，一個(gè)是混合信號(hào)控制處理器，通常還會(huì)配一個(gè)安全控制器作為備份，另外就是隔離門控制器和電流檢測(cè)電路。

　　為了滿足新一代光伏逆變器的需求，ADI公司率先推出了一個(gè)帶有安全控制器的“獨(dú)立雙核”架構(gòu)混合信號(hào)處理器ADSP-CM41X系列平臺(tái)，除了雙核以外它還集成了很多硬件加速單元，同時(shí)它集成了高精度的模擬前端，這樣的系統(tǒng)安排使它成為業(yè)界唯一一顆非常適合于光伏逆變器的電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品。

　　Ian Lawee表示，混合信號(hào)處理器CM41X，能夠提供比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手高4倍的處理性能，使它能夠成為下一代的光伏逆變器和能源儲(chǔ)存，還有充電設(shè)備的核心。相比于三年前ADI推出的CM40X來(lái)說(shuō)，CM41X有兩個(gè)重要的創(chuàng)新，第一個(gè)就是可以提供更高的切換頻率，也就是最終依靠更高的效率來(lái)降低成本，主要是通過(guò)高性能的Cortex－M4處理器和一系列的硬件加速單元來(lái)實(shí)現(xiàn)；另一個(gè)創(chuàng)新就是獨(dú)特的符合安規(guī)認(rèn)證的“雙核”架構(gòu)，將安全冗余和功能集成于一個(gè)芯片，這一前所未有的結(jié)構(gòu)無(wú)需當(dāng)今大多數(shù)設(shè)備標(biāo)配的外部監(jiān)控元件，從而大幅度節(jié)省了開發(fā)時(shí)間和系統(tǒng)成本。

       后記：ADSP-CM41x確立了ARM內(nèi)核處理和模擬精度的新標(biāo)準(zhǔn)，繼近期發(fā)布的ADSP-CM40x電源轉(zhuǎn)換系列之后進(jìn)一步鞏固了業(yè)界性能領(lǐng)先地位。 ADSP-CM41x產(chǎn)品系列可與其它重要信號(hào)鏈路元件無(wú)縫集成，包括AD740x Sigma Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器，能夠替代尺寸更大、更昂貴的傳感器模塊，從而降低系統(tǒng)成本，改進(jìn)隔離電流測(cè)量水平。