晶臺光耦在太陽能逆變產(chǎn)品上的應(yīng)用拆解
先來看看這款太陽能逆變器外觀。
整機面板正面簡潔易識別:有系統(tǒng)工作指示、狀態(tài)指示、太陽能指示等。尺寸為L*W*T:65*40*15(cm),是一款長方體的壁掛式產(chǎn)品。
其正面朝下,可見到太陽能板連接端口、負載連接端口、專用的電池接入端口,以及一個標準的電池管理系統(tǒng)(BMS)通信接口。
在設(shè)備的左側(cè)面,配置有開關(guān)(ON/OFF)按鈕、RS232通信接口、并聯(lián)連接端口(PAR1/PAR2),以及一個用于連接WIFI外置天線的插口。
接下來,拆開機蓋,看看內(nèi)部電路。
正中央位置的主控電路,使用TEXAS INSTRUMENTS TMS320F28069PZT 微控制器, 32位,90MHz, 高達256KB的閃存,100KB的隨機存取存儲器(RAM),2KB一次性可編程(OTP)ROM,LQFP100封裝。背板式結(jié)構(gòu),將主板用6個飛機架固定在底板上。
功率回路的關(guān)鍵器件之一是功率電感,直接影響功率和效率。其大功率電感器的安裝,采用了導(dǎo)熱膠進行灌封處理,有效增強了其穩(wěn)定性并提升了散熱性能,確保能在高溫環(huán)境下可靠使用。
在逆變回路中,直流輸入和升壓輸出部分均采用了豐明薄膜電容進行濾波,相較于電解電容,薄膜電容具有更高的耐熱性能和更長的使用壽命,從而能夠滿足長時間處于高溫環(huán)境下的應(yīng)用要求。
集成了專用的WIFI模組,以實現(xiàn)設(shè)備的在線通信功能。
功率MOSFET元件用螺絲鎖定,緊貼在底部的散熱片上,能夠高效地輔助逆變器電路的運行,確保逆變器能夠持續(xù)穩(wěn)定地在滿功率狀態(tài)下輸出。
功率MOSFET的驅(qū)動系統(tǒng)采用了14顆晶臺品牌光耦,型號為KL1018,長小型貼片式LSOP4封裝,上升時間tr=2us,下降時間tf=3us;ton=4us,toff=3us;這些光耦元件能夠適配高達30KHz頻率的高頻開關(guān)信號。
電路板正面使用了6顆晶臺品牌光耦,采用KL1019,LSOP4封裝。這些光耦專門用于通信接口的隔離,實現(xiàn)了BMS、并聯(lián)信號、并網(wǎng)鏈接信號以及RS232等接口之間的數(shù)據(jù)交互功能。
在電路板的背面,使用了兩顆晶臺品牌光耦,均為KL1019型號,LSOP4封裝。其中一顆光耦負責輔助電源的隔離反饋功能,而另一顆則專門用于信號的傳輸。
晶臺光耦KL1018/KL1019系列產(chǎn)品,被廣泛應(yīng)用于太陽能儲能逆變器產(chǎn)品;由一個紅外發(fā)射二極管,通過光耦合到一個光電晶體管構(gòu)成光電耦合器,均采用4引腳LSOP封裝,工作溫度Topr適應(yīng)-55~110℃,5KV隔離電壓,8mm長爬電距離,是嚴格通過UL,VDE,CQC等安全認證的工業(yè)級產(chǎn)品。
▲ 參考晶臺光耦的數(shù)據(jù)手冊(DataSheet)
總結(jié):
該整機功能完備,線路布局合理,材料選型堅實可靠。主電路依次集成了EMI濾波模塊、開關(guān)管驅(qū)動與保護模塊、升壓(BOOST)模塊、移相高頻隔離模塊、逆變模塊以及輸出濾波模塊等。晶臺光耦合器,在電路中起到關(guān)鍵的隔離驅(qū)動和信號隔離傳輸作用;光耦隔離電路的使用,使得該設(shè)計簡單,便于并網(wǎng)發(fā)電,實現(xiàn)多機組并聯(lián)輸出,從而進行功率擴展應(yīng)用。
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