为光伏发电效率保驾护航丨极海APM32F407功率优化器应用方案

近年来，分布式光伏市场表现异常活跃，如何在面积受限的情况下提升发电效率与安全性是开启分布式光伏发电实现差异化竞争的关键所在。在光伏发电系统中，当光照不均匀、被遮挡时，或者因光伏组件特性不一致时导致的电流失配问题，发电效率会被严重降低。为减少这种短板效应，业内普遍采用分布式光伏功率优化器来提高转换效率。

什么是功率优化器？

功率优化器是一种光伏直流输入/输出的组件级别DC/DC转换器。一至两块光伏组件连接一个具有最大功率点跟踪功能(MPPT，Maximum Power Point Tracking)的功率优化器，一般安装在组件背板位置，可根据组件串联的需要，将光伏电流串联并接入汇流箱或光伏逆变器中，实现组件级别的控制。功率优化器的推广使用可以充分利用屋顶资源，挽回发电量损失，一般可提升5%～25%的电能产出，实现组件级快速关断，保障运行安全，同时还可监控与运维光伏组件，及时发现和预防异常问题。

极海推出的功率优化器应用方案，主控采用APM32F407系列MCU实现，通过ADC模块获取光伏输入/输出的电压、电流。光伏输入电压、电流主要用于实现MPPT算法、控制系统环路、以及辅助软件保护。MPPT算法获取最大功率点的电压后，通过输出占空比由环路控制来实现最大功率点电压的实时追踪。MCU的高级定时器模块可按照要求输出特定占空比的PWM波形来控制电路，实现功率优化器的功能，同时通过其通讯接口还可与外界进行数据交互和接收调度。

APM32F407功率优化器方案实现框图

APM32F407功率优化器方案优势：

■32位Arm? Cortex?-M4 内核，最高主频168MHz，支持MPPT算法及DC/DC环路控制；

■内置 3 个12位高精度ADC，每个ADC 多达21个外部通道，支持 DMA，满足功率优化器2通道电压跟2通道电流采集需求；

■2 个可以提供 7 通道 PWM 输出的 16位高级定时器 TMR1、TMR8，支持死区生成和刹车输入等功能，满足功率优化器4个开关器件的控制需求；刹车输入可在紧急情况下快速停机保护器件免受损坏；

■4 个 USART通讯接口，满足电池以及上层系统的交互需求；

■Flash容量最高为1MB，SRAM容量最高为192KB，满足程序存储和运算要求，有冗余便于程序扩展；

■4KB 备份寄存器可以灵活保存控制参数，无需外部EEPROM。

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