基于英飞凌XMC1302的光伏优化器

引言：

光伏功率优化器，是采用独特的软件算法，来实现单块组件的最大功率点追踪 (MPPT) 的一种小型设备。它能解决因阴影遮挡、组件朝向差异或组件衰减不一致所造成的光伏系统发电量下降的问题，提升系统的效率。它是一种直流输入、直流输出的组件级别电力电子设备。使用场景如图：

英飞凌目前推出了全数字化光伏优化器方案，采用XMC1302控制器。下面将介绍它的硬件及软件组成。

硬件组成：

其硬件拓扑是四开关Buck-Boost。基本电路原理图如下：

关键器件在下表中列出：

 

Demo由2块单独的电路组成，一块是功率板，参考上面的原理图，实物是下图中绿色的底板，电感感值15uH。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

控制板如下，复用了KIT_XMC1300_DP_CC_01里的红色MCU小板XMC1300 Digital Power Control Card.

 

 

 

 

 

 

 

控制及软件：

MCU的资源如下图：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MPPT是一种调节输入电压的算法，先要实现数字闭环控制。当我们需要输入电压达到20V的时候，闭环控制的运行能精确调节实际电压达到20V。由图示可看出，MPPT算法能找到最优的电压指令值，而闭环控制能精准地调节到该值。

XMC1302是一款32M主频的控制器，我们的电流环执行频率选为25k，PWM频率则选为200k。用户可以在100k-200k进行调整，但是电感参数也需要随着调整。

MPPT算法大家已熟知，在此不再重复介绍。

对于四开关Buck-Boost拓扑，控制的一个难点在于几种升降压模式之间的切换：

1）Vin > Vout且压差明显时，工作于纯Buck模式，此时左半桥2个MOSFET互补输出，右下管常OFF，右上管常ON。

2）Vin < Vout且压差明显时，工作于纯Boost模式，此时右半桥2个MOSFET互补输出，左下管常OFF，左上管常ON。

3）当Vin比较接近Vout，4个MOSFET管都在高频开关状态。

结语：

对此方案有问题可以访问英飞凌开发者社区讨论，或者寻求英飞凌技术支持进行咨询。也可以填写此表单，会有专人与您取得联系。