ADSP-CM41x為光伏逆變器帶來革命：體積減半、成本要接近火電

　　現(xiàn)在全球光伏(PV)逆變器增長很快，下一步正在使太陽能等新能源價格與煤電相同或更低。不久前，世界第三大逆變器公司——Solar Edge在網(wǎng)上展示了他們的神器——HD-Wave，使光伏發(fā)電的核心設(shè)備之一—逆變器體積和重量減少了約一半，效率得到了進(jìn)一步的提升。由于減少了電感器、磁性元件和散熱器件等，使成本總體上還有下降。而HD-Wave的秘笈就是采用了ADI的混合信號處理器。

　　近日，ADI能源及隔離產(chǎn)品部總經(jīng)理Ian Lawee來京，向媒體介紹了最新的ADSP-CM41x，是針對能源轉(zhuǎn)換平臺的混合信號處理器。

　　ADSP-CM41x把逆變和安規(guī)二合一

　　ADSP-CM41x設(shè)計的核心是突破性的“獨(dú)立雙核”安全概念，將安全冗余和功能集成于一個芯片中。因為下一代PV需要新一代的功率半導(dǎo)體器件，提高安全性和開發(fā)效率。在效率方面，需要方便迭代的開放平臺處理器，因此ADI選擇了ARM M4F和M0核作為其混合信號處理器的核心之一(如下圖)。

　　據(jù)悉，二三年前ADI曾推出CM40x，已大規(guī)模用于電機(jī)和逆變器領(lǐng)域。此次帶來的CM41系列增加了上圖紅色部分，例如M0核。采用雙核架構(gòu)：一個做逆變，一個做安規(guī)。理論上雙核是可以做的，但必須要經(jīng)過安規(guī)認(rèn)證，ADI是第一家通過了安規(guī)認(rèn)證(TUV/VDE)的廠商。總之，CM41x的亮點(diǎn)是提高了切換頻率(采用M4F核)，另一個是有符合安規(guī)的雙核架構(gòu)。該系列有二十多種產(chǎn)品。

　　同樣重要的是板載集成優(yōu)化的硬件加速器，不僅為處理器內(nèi)核減負(fù)，還可提高內(nèi)核處理能力。此外，器件的板載電弧故障檢測功能簡化了設(shè)計，并采用智能決策來提高安全性，從而改進(jìn)了設(shè)備的可靠性和精度。

　　逆變器對于光伏的重要性

　　每分鐘照射到地球上的太陽能如果全部利用起來，可以滿足人類一兩年的能源需求。而如何利用太陽能的很重要的一個核心，就是光伏逆變器的設(shè)計。

　　過去幾年，光伏設(shè)備價格下降主要在于太陽能電池板，隨著電池板成本的探底，其它成本就會占比越來越大，因此其它成本下降就顯得越來越重要。在此當(dāng)中核心就是光伏逆變器。而光伏逆變器的核心就是電能轉(zhuǎn)換的平臺。CM41X可以降低逆變器的體積、重量、成本、增加效率，同時還能保證安全性。

　　因為光伏逆變器下一代的革新，主要有幾個方面。

　　第一是需要更快的切換速率。這有兩層含義，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)，目前可能是三電平，以后也許會變成五電平。另一種是寬禁帶開關(guān)的功率器件，包括IGBT、氮化鎵(CaN)和碳化硅(SiC)等器件的應(yīng)用。這兩種方式，都需要更高的切換頻率，來滿足逆變器更高的效率。

　　第二是安全性。因為光伏逆變設(shè)備最終很大可能是要連接到電網(wǎng)上。如果安全性上得不到保證，就會造成很大的傷害甚至災(zāi)害，比如著火等災(zāi)害。所以在考慮成本下降的同時，必須要保證整個系統(tǒng)的安全性，并且通過相應(yīng)的安規(guī)。在這些方面，ADI的技術(shù)做了很多的積累，包括在電弧檢測等等方面，可以保證在整個系統(tǒng)成本下降的同時，同時保證安全性的高標(biāo)準(zhǔn)，甚至比原來還更強(qiáng)。

　　第三，客戶如何高效開發(fā)。新的ADSP-CM41X是基于ARM處理器架構(gòu)。盡管ADI也有自己的優(yōu)秀的Blackfin處理器，但是客戶給ADI的反饋是需要更快地更新?lián)Q代。基于ARM處理器，可滿足客戶開發(fā)產(chǎn)品周期的需求，而且能滿足客戶未來的要求。而且ARM核不僅能夠支持，比如說像光伏逆變的產(chǎn)品，也能夠支持能源儲存或者是電動車充電這樣的設(shè)備。

　　中國光伏市場未來最大

　　國內(nèi)經(jīng)歷過光伏電池板的泡沫，隨著歐美的出口管制，國內(nèi)光伏市場近來如何?

　　“這幾年國內(nèi)的需求最近幾年是真正起來了。”ADI市場經(jīng)理陸磊解釋道。前幾年聲音比較響主要是在光伏電池板，那些主要都是在海外出口的。現(xiàn)在中國實際上在真正驅(qū)動這個應(yīng)用。未來中國可能是世界最大的光伏的市場。

　　具體數(shù)字是：計劃2015年整個光伏在中國的裝機(jī)容量是在15G瓦左右，中國到2015年底的時候，實際上已經(jīng)達(dá)到43G瓦。“實際上中國已經(jīng)成為全球最大光伏的裝機(jī)容量的國家了。”未來5年我國的規(guī)劃是2020年底要增長到150G瓦，平均每年是要在20G瓦以上。

　　小結(jié)

　　過去人們低頭找能源，忽略了頭頂上的太陽。ADI等公司的技術(shù)革新，帶來了太陽能進(jìn)入尋常百姓家的可能。