兆易创新推出500W单级光伏微逆方案,助力控制精度更上层楼

发布时间:2025-06-19 09:56
作者:AMEYA360
来源:兆易创新
阅读量:1800

  在"双碳"目标推动下,分布式光伏因灵活部署优势成为能源转型的重要载体。作为光伏组件直流转交流的核心设备,微型逆变器凭借组件级精准控制,有效解决传统组串式方案的失配损耗与安全问题,在户用及光伏建筑一体化(BIPV)场景中价值凸显。随着行业对高集成度、高效率及低成本的需求升级,单级式架构以极简设计与高效能优势,正引领微型逆变器技术变革。

  兆易创新深耕半导体领域,根据光伏行业热点,推出了基于高性能MCU GD32G553芯片的单级微型逆变器方案。在2025 SNEC 国际光伏储能展览会上,兆易创新数字电源应用主管工程师王亚立详细解读该方案,揭示控制芯片与功率器件协同设计如何实现效率、可靠性与成本的多重突破。

  在单级架构上实现创新

  作为直接集成于单块或少量光伏组件背部的能量转换装置,微型逆变器的核心技术优势在于其独有的组件级最大功率点跟踪(MPPT)功能。该特性使其能够在组件间性能差异或局部阴影遮挡场景下,通过独立优化每块组件的功率输出,最大化系统发电量。目前,在户用分布式光伏系统、光伏建筑一体化(BIPV)等对灵活性和安全性要求较高的场景中得到广泛应用。

  根据电路结构的不同,微型逆变器主要分为两级式和单级式两种架构。与传统两级式架构相比,单级式架构凭借其更高的能量转换效率、更简洁的BOM以及更低的制造成本,成为行业技术演进的主要方向。兆易创新推出的 500W 单级微型逆变器解决方案,采用基于GD32G5系列MCU与纳微半导体双向GaNFast氮化镓功率芯片的单级一拖一架构,集中体现了该技术方向的核心优势。

兆易创新推出500W单级光伏微逆方案,助力控制精度更上层楼

  ▲单级式微逆与两级式微逆架构对比

  王亚立表示,单级架构通过省去一级直流-直流变换环节,在简化电路结构的同时实现效率提升。值得注意的是,该架构在实现微逆核心功能的基础上,同样支持无功THD优化及一拖n扩展等,满足不同应用场景下的技术需求。

  单级拓扑架构主要由原边全桥电路、变压器、副边半桥电路及 EMI 滤波电路构成。通过原边移相控制,与副边移相控制的协同作用,调节变压器漏感两端的电压,进而控制漏感电流的大小,实现高效的功率传输控制。王亚立指出,为满足微型逆变器应用中的宽电压增益和功率传输比的需求,单一的调制模式难以兼顾功率传输范围与效率优化的双重目标。而混合调制模式通过软开关及功率传输的条件,动态切换调制模式,在保证给定功率传输目标的同时,有效降低回流功率,并拓展软开关范围,从而满足高效率能量传输与高质量并网的要求。

  在技术实现层面,移相控制过程中很容易出现丢波、连波等问题。而兆易创新 GD32G553 MCU凭借高精度及高灵活性的高精度定时器(HRTIMER)外设,通过载波之间的移相计数复位及同步更新等功能,为上述问题提供了完善的解决方案。同时,GD32G553 MCU有着强大的算力,灵活的PWM发波机制及丰富的模拟外设资源,满足了单级微逆在发波、采样及环路控制中的严苛需求,确保单级微逆在复杂工况下的稳定运行。

  全链路控制架构与系统级优化设计

兆易创新推出500W单级光伏微逆方案,助力控制精度更上层楼

  ▲兆易创新500W单级微逆控制方案

  在系统控制架构中,GD32G553 MCU 作为核心控制单元,承担PWM生成、信号采样及环路控制等功能。副边功率转换部分采用了纳微双向 BDS GaN 功率器件。整个控制环路如下:首先通过最大功率点跟踪(MPPT)算法计算出PV电压参考值,经电压环控制器实现对PV电压参考值的动态跟踪;电压环计算得到的结果,与 SOGI PLL锁相环提取到的电网电压相位信息以及给定无功相角信息相结合,给前馈控制器及电流环控制器提供电流参考。最终,计算出原边移相控制量与副边移相控制量,并通过高精度定时器模块,转化为实际驱动脉冲,实现对功率电路的精准调控。

  控制算法在MCU实现过程中,主要由锁相环、前馈补偿、闭环控制及移相转换四部分组成,对这几个部分进行了执行时间的测试,结果表明GD32G553控制器展现出了良好的算力性能。

兆易创新推出500W单级光伏微逆方案,助力控制精度更上层楼

  ▲GD32G553系列MCU与纳微双向 BDS GaN 功率器件性能指标

  王亚立表示,通过系统级优化,整个方案有着高效率、高质量并网以及高集成度的特点:在100kHz开关频率下,实现了97.5%的峰值效率和97%的CEC加权效率,MPPT效率为99.9%;500W条件下,THD为3.2%,PF为0.999。

  首先,在高效率与低损耗方面。所有开关管均可实现ZVS,显著降低开关损耗;通过优化的混合调制策略,拓宽了软开关范围;降低回流功率和变压器电流有效值,减少了导通损耗;同时使用纳微BDS GaN减少开关损耗。

  其次,在高质量并网方面。该方案的前馈控制能够提高功率响应速度,加强对电网电压的跟踪效果;闭环Q-PR控制可无静差跟踪交流信号,提高并网电流质量。同时,通过原边副边移相控制量之间的协同调整,实现模式间无扰切换,从而平滑变压器电流及并网电流。

  最后,在高集成度与成本优化方面。方案采用了单个集成电感的变压器的磁集成技术,实现了磁性元件体积的缩小,并采用双向BDS GaN来满足对交流侧双向开关的需求,进一步缩小了尺寸,降低方案的整体BOM成本。

  打造丰富的产品矩阵,建设高质量生态圈

兆易创新推出500W单级光伏微逆方案,助力控制精度更上层楼

  ▲高性能GD32 MCU在数字能源领域的应用

  在新能源控制领域,兆易创新构建了覆盖全场景的 MCU 产品矩阵,广泛应用于光伏关断器、优化器、AI拉弧检测、储能ESS系统、BMS、逆变器、HMI通讯监控等产品应用。在拉弧检测、优化器、Bi DC-DC、工商储BMS等部分,兆易创新还提供了完整的方案供客户直接使用或者二次开发,能大幅减少研发周期。在功率控制方面,兆易创新分别有600Mhz高主频的GD32H7系列以及216MHz的GD32G5系列MCU供客户选择。

  本方案中采用的GD32G553属于兆易创新的GD32G5系列MCU。该系列有着出色的算力,采用Arm® Cortex®-M33内核,主频高达216MHz,内置单精度浮点单元(FPU),以及硬件三角函数加速器(TMU)和其他多种硬件加速单元。这些特性大幅提升了数据处理速度和复杂运算能力。同时,GD32G5系列MCU能支持最多16个Channel的高精度PWM输出,分辨率高达145ps。可支持变占空比、变频、移相等发波方式。

  除了算力及发波控制方面的优势以外,GD32G553还支持4个12位ADC模块,采样速率高达5.3MSPS,最多可支持高达42个采样通道,能够高效地采集和处理多种传感器的信号。同时,GD32G553配备了8个CMP(片上比较器),具有快速响应及灵活配置等特点,其输出信号可以内部直连至HRTIMER中,实现对PWM的封锁或切换。

  除了打造表现优异的产品外,兆易创新还加强生态建设。兆易创新与纳微半导体共建联合研发实验室通过将兆易创新高算力MCU和纳微半导体的高频、高效GaN技术进行整合,打造出智能、高效的数字电源产品,为客户带来更多方案选择。同时,配合兆易创新的全产业链的生态与纳微对系统应用的深刻理解,加速在AI 数据中心、光伏逆变器、储能系统、充电桩、电动汽车等领域的布局。


(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

在线留言询价

相关阅读
兆易创新GD32A712系列车规级MCU荣获“中国芯”优秀市场表现产品奖
  11月2日,兆易创新旗下GD32A712系列车规级MCU凭借扎实的产品性能与优异的市场表现,在第二十一届“中国芯”优秀产品征集活动中荣获“优秀市场表现产品”奖。此次获奖,充分体现了业界对兆易创新在车规级微控制器领域产品实力与市场价值的高度认可。  “中国芯”优秀产品征集活动自2006年创立以来,已成功举办二十届,成为引领我国集成电路产品和技术发展的风向标,旨在聚焦国内半导体企业及其产品,通过推广优秀芯片产品、优化企业服务、加强产业链上下游的协同合作、强化芯机联动、完善产业生态建设等举措,推选在各主要产品类别和应用领域中技术创新显著、市场表现优异的芯片产品与重点企业,打造协同发展的产业生态。  GD32A712系列是兆易创新面向车身电子应用推出的车规级微控制器,其采用Arm® Cortex® -M7核,主频最高可达160MHz,峰值算力高达342 DMIPS,并配备P-Flash 2048KB、D-Flash 128KB与SRAM 256KB的存储资源。该系列还集成丰富的通信接口与模拟外设,可灵活满足车灯、T-BOX、车身控制模块(BCM)等车身应用对信号采集、执行控制与多域通信的多样化需求。  面向整车严苛的安全要求,GD32A712系列满足ISO 26262 ASIL-B功能安全等级。同时,该系列集成以Arm® Cortex®-M23为核心的硬件安全模块(HSM),满足Evita-Full汽车信息安全标准并支持SM2/3/4国密算法,能够为数据加密、安全启动与通信安全提供硬件级支撑,构筑功能安全与信息安全双重防线。  当前,汽车电动化与智能化加速演进,整车及零部件企业对车规级芯片的性能与可靠性提出了更高要求。兆易创新将持续深耕汽车电子赛道,不断完善车规产品布局,携手产业链伙伴深化协同创新,共同推动中国汽车芯片产业的跨越式发展。
2026-11-03 10:44 阅读量:230
兆易创新深化与 LVGL 生态协作,升级 GD32 全球开源 GUI 生态建设
  兆易创新深化与全球应用广泛的嵌入式图形开发框架 LVGL 的生态协作,8 大 GD32 MCU 产品系列已正式纳入 LVGL 官方生态体系,为全球开发者提供更加便捷、高效的嵌入式图形开发支持。  LVGL 是面向嵌入式设备的开源图形用户界面开发框架,具有轻量、高效、跨平台等特点,可广泛应用于智能家居、工业控制、消费电子、车载设备等场景。凭借灵活的图形开发能力和开放的生态体系,LVGL 已成为全球嵌入式 GUI 开发领域广泛使用的开源项目之一。  此次合作不仅实现了已有技术适配成果与 LVGL 官方生态的进一步连接,也为开发者提供了更加清晰的 “发现平台—选择开发板—获取工程资源—开展开发” 的使用路径,降低使用 GD32 开展 LVGL 应用开发的门槛。  覆盖不同性能等级  满足多样化 GUI 应用需求  LVGL 官方目前已将 兆易创新GD32 8 个系列纳入其官方支持的开发板及 ready-to-use projects,为开发者提供更加便捷的图形界面开发入口:  ▲LVGL 官网收录的8大GD32产品系列  ▲LVGL 官网首页展示的部分开发板  此次适配覆盖不同性能等级及应用方向的 GD32 MCU,为开发者使用 LVGL 构建智能终端、工业控制、消费电子等嵌入式图形应用提供了更加丰富的硬件选择。  得益于 GD32 丰富的产品布局和 LVGL 轻量、高效的图形开发能力,LVGL 在不同性能等级的 GD32 MCU 上均展现出良好的应用适应性。  在高性能 GUI 应用方面,GD32H759、GD32F527、GD32F470 等产品具备较强的处理性能和丰富的存储及显示接口资源,可支持较高分辨率显示,适用于高端 HMI、车载仪表、工业控制、便携医疗及智能家居等对图形显示和交互体验要求较高的场景;在主流 GUI 应用方面,GD32F503、GD32F5HC、GD32W515、GD32VW553 等产品兼顾性能、存储资源与显示能力,可满足白色家电、厨电、智能家居、两轮车仪表、3C 数码及工业显示等应用需求;面向小尺寸及成本敏感型 GUI 应用,GD32C231 等产品则可为手持设备、小家电、线控器及各类消费电子产品提供灵活的图形显示解决方案。  在显示接口方面,已适配的 8 大 GD32 MCU系列分别支持 RGB、8080、SPI 接口类型,可适配不同规格的显示屏及系统设计需求。未来,兆易创新还将持续推进 MIPI 的 DSI 接口、QSPI 等显示接口的适配与生态支持,进一步丰富 GD32 的图形显示方案选择。同时,部分高性能 GD32 产品集成了 IPA 等硬件加速模块,可通过专用硬件加速图形处理,提升图形应用的执行效率,并降低 CPU 负载,为复杂图形界面和丰富交互效果提供支持。  开发者可根据应用场景灵活选择合适的 GD32 产品,在性能、功能与成本之间实现更优平衡。  持续完善 GD32 全球开源生态  近年来,兆易创新持续建设 GD32 MCU 全球开源生态,联合全球开源社区及生态伙伴,夯实软件工具、操作系统、中间件、开发框架等多维度的配套能力。  本次与 LVGL 的合作,是 GD32 开源生态建设的重要实践。双方除持续拓展更多图形应用资源适配外,还将面向工业、智能家居等 HMI 场景联合输出可落地的行业参考方案。 在工具链层面,后续将推进图形上位机设计工具与 GD32 开发环境的适配打通,优化 UI 工程一键导出、资源转换等开发链路;在安全维度,结合 GD32 硬件安全能力,探索面向高可靠场景的 GUI 安全实践,帮助开发者兼顾图形体验与设备安全要求,为全球开发者提供更完备的软硬件开发支撑。  兆易创新也将继续深化与 LVGL 以及其他主流开源社区的务实协作,推动 GD32 产品与解决方案融入成熟开放的开发生态,进一步扩大 GD32 在全球开发者社区的影响力。
2026-10-14 15:38 阅读量:300
兆易创新丨亮相2026工博会,从工业控制到具身智能的布局解码
  10月12日,兆易创新(GigaDevice)携多款创新产品与系统级解决方案亮相第26届中国国际工业博览会(展位号:8.1H C055)。本次展会,公司聚焦工业控制与具身智能两大核心方向,集中展示覆盖MCU、模拟、存储等多元产品线的全栈芯方案,全方位呈现公司在伺服驱动、关节控制、电源管理等环节的技术布局与深厚积淀。  工业应用  聚焦高精度伺服控制与高效电源管理  工业自动化的持续升级,对主控算力、控制算法、实时采样及功率响应提出了越来越高的要求。立足工业应用实际需求,兆易创新带来基于GD32H77E系列MCU的工业伺服方案、基于GD30DC1902WGTR-I 100V 2A的同步降压转换器方案、基于GD30AD3584的行波测距参考方案等,系统展示了涵盖MCU、模拟产品的应用矩阵:  基于GD32H77E系列MCU的工业伺服方案  采用GD32H77E作为主控芯片(600MHz Arm® Cortex®-M7内核),内置ESC支持CoE(CANopen over EtherCAT®)通信、最小同步周期125μs。通过EDIM模块解码多摩川编码器实现高精度位置反馈,配合∑-Δ调制器与HPDF模块实现双电阻In-line电流采样,电流环带宽可达2kHz以上。支持CSP/CSV/CST/PP/PV/PT多模式伺服控制,集成电流环PID整定、摩擦补偿与机械共振抑制算法,全面提升系统响应速度与运行稳定性。方案可用于工厂通信模块、伺服驱动控制等工业应用场景。  基于GD30DC1902WGTR-I 100V 2A的同步降压转换器方案  GD30DC1902WGTR-I是一款100V/2A高集成同步降压转换器,支持4.5V~100V超宽工作电压范围,内置400mΩ与120mΩ MOS管,采用COT控制策略实现快速动态响应与简洁外围设计。方案静态电流低至240μA、关断电流仅4μA,开关频率可在300kHz~800kHz间灵活编程,支持FPWM/PFM模式自适应切换;97%最大占空比与预偏置启动能力,使其在总线电压跌落及带预偏置上电等工业场景下仍能稳定输出。特色的反馈电路保护功能,在输出电压检测电路出现开路与短路故障时,可以避免将高电压输出到下一级低压电路造成损坏,进一步保护了系统的安全性。器件采用ESOP8封装,兼顾散热与紧凑布局,为机器人、储能、自动化与工业设备供电提供高可靠性电源方案。  基于GD30AD3584的行波测距参考方案  行波测距参考方案基于GD30AD3584 16位4MSPS四通道同步采样ADC,创新采用无FPGA架构,系统总功耗小于1W,较传统FPGA方案大幅降低成本、功耗与开发门槛。方案前端支持12~36V宽压输入,4路行波信号经专用滤波缓冲网络后同步采样,行波通带覆盖200Hz~1MHz,并集成GPS时间同步功能,兼容单端与双端测距场景;MCU预留80%算力供客户定制算法,配合32MB SDRAM与以太网、SPI、UART、USB等丰富接口,为新型配电网故障定位提供高性价比、低功耗的国产化参考设计。  此外,GD30TB6212_FOC BLDC三相电机驱动60V方案、GD30DC1804集成外置低侧同步整流MOS(可选)驱动的100V/3A异步降压转换器方案、GD30DC1803 100V/3A高电压降压电源方案、基于GD32F50x的睿感无感FOC两轮车电机控制方案等也在工业展区进行了展示。  具身智能  深度赋能从关节驱动到整机协同  随着人形机器人与协作机器人加速走向量产落地,关节驱动的实时性能、电机驱动的集成度以及末端力信号的高精度感知,成为具身智能整机研发面临的核心挑战。在具身智能展区,兆易创新围绕伺服关节、高集成电机与六维力检测三大方向,带来基于高性能MCU与高精度模拟信号链的系统级方案。  面向人机协作场景对功能安全的严苛要求,兆易创新GD32H7、GD32F5、GD32G5等系列MCU配套的STL软件测试库已通过德国莱茵TÜV的IEC 61508 SC3(SIL 2/SIL 3)功能安全认证,并提供包含Safety Manual、FMEDA与自检库在内的完整Safety Package。芯片可实时诊断内核、存储与外围驱动电路故障,在异常工况下快速切断电机输出,为关节驱动与整机协同提供可认证、可追溯的安全保障。  基于GD32H77R的EtherCAT伺服关节方案  本方案以GD32H77R MCU为主控,采用Arm® Cortex®-M7内核,内置 EtherCAT®从站控制器与两路百兆以太网PHY,适配人形机器人关节、伺服、逆变、步进驱动等应用场景。MCU核心板集成主控、编码器采集与防护电路,功率板搭载功率回路与采样电路。方案24V供电、额定电流20A,适配脉塔智能X4-36行星模组电机,配合17/18位绝对值编码器与三电阻电流采样实现精准位置与电流闭环。通信遵循IEC61800-7 CiA 402标准、支持CoE协议,兼容CSP/CSV/CST/PP/PV/PT六大模式,并具备电机参数离线辨识、PID自整定与逆变器非线性补偿能力,大幅降低伺服调试门槛。  基于GD32F50MxxG高集成MCU的电机方案  基于252MHz Cortex®-M33主控,集成GD30DR1401三相预驱与GD30AP8604四通道轨到轨运放两款自研模拟器件,极大精简BOM与PCB布线。方案支持7~72V宽压输入、额定功率最高720W,通过缓冲上电与软启动抑制浪涌,板载制动电阻与差分电流采样提升抗干扰能力,集成硬件过流保护保障运行安全。以高集成度与模块化设计精简BOM与布线,兼顾性能与可维护性,适配多种具身智能和工业场景。  基于GD30AD3642六维力检测方案  六维力前端采集板搭载 GD32F503 MCU与GD30AD364x高精度ADC,可完成六路力 / 力矩信号同步采集,采样率达1kSPS,实时输出高精度力控数据。板载EtherCAT®工业总线接口直连机器人控制器,实现毫秒级低延迟响应,为协作机器人与人形机器人提供高精度力反馈与碰撞检测能力。  此外,兆易创新还带来了基于GD32H7系列MCU的六轴机械臂、基于GD32H77D MCU的LVGL GUI图形显示方案、基于GD32H77R/GD32F50M关节方案,覆盖从运动控制、末端执行到人机交互的完整机器人硬件链路,方便客户现场评估与方案移植。  从深耕到开创  持续筑牢智能化产业根基  工业自动化是兆易创新长期深耕的核心赛道之一,具身智能则是公司重点布局的新增应用方向。面向工业自动化与具身智能加速发展的产业趋势,兆易创新将持续打磨底层芯片与参考设计,与产业链伙伴一道,为制造业的智能化升级提供坚实的硬件根基。工博会期间(10月12日-16日),欢迎莅临国家会展中心(上海)8.1H馆C055兆易创新展位进行现场交流!
2026-10-12 13:24 阅读量:323
兆易创新丨全新GD5F05M7,小尺寸存储赋能端侧 AI 穿戴
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
MC33074DR2G onsemi
型号 品牌 抢购
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
TPS63050YFFR Texas Instruments
BP3621 ROHM Semiconductor
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
相关百科
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。

请输入下方图片中的验证码:

验证码