基于Microchip dsPIC33CK256MP506的3.3KW雙向圖騰柱PFC逆變電源方案

隨著新時代社會經濟爆發式發展，全球能源結構深刻變革，近幾年全球對家用儲能系統的需求也迅速增長。家庭儲能系統，在用電低谷時，戶用儲能系統中的電池組能夠自行充電，以備在用電高峰或斷電時使用。根據 Wood Mackenzie, IEA, SolarpowerEU,USDOE 的數據，全球戶用儲能市場新增裝機規模預計從 2021 年的 9.5GWh 上升至2025 年的 93.4GWh，復合增長率達 77.07%。2023年全球家用儲能系統市場銷售額為87.4億美元，預計2029年將達498.6億美元，年復合增長率（CAGR）為33.68%（2023-2029）。另外據預測2027年便攜儲能市場將達到900億元；還有一個風口是AI Server市場規模持續增長，帶來了數字化、智能化服務器所需的高功率服務器電源的需求，目前單機3KW服務器電源亦開始廣泛應用。

       對于以上這些應用，傳統開關電源難以滿足“體積小、重量輕、效率高”的要求。由于全數字電源采用MCU控制，可以精準靈活的實現用戶要求。

       我們品佳集團基于Microchip dsPIC33CK256MP506開發的高功率密度3.3KW雙向圖騰柱PFC逆變電源，為目前市場性價比最高的方案之一。

       此方案采用電流內環+電壓外環雙環數字控制，開關頻率可達100KHz，設置了短路、過流、欠壓、過壓等保護功能，通信接口UART對外傳輸數據。

       廣大電源研發工程師的關注焦點是實現儲能電源系統可靠穩定并網運行、降低轉換損耗、增加功率密度，降低開發難度及開發周期是。Microchip 的 Level 4 純數字電源方案， 將為新能源儲能逆變這個行業提供完美的解決方案。

?場景應用圖

?產品實體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術優勢

1.  高速DSP運算：MICROCHIP DSP dsPIC33CK256MP506為高性能數字電源專用控制器，DSC主核工作頻率為100MHz，單指令周期運行。 2. 高分辨率PWM驅動：PWM分辨率為250ps，以合適的開關頻率提高電源轉換效率，保證良好的EMI特性。 3. 專用ADC內核與共享ADC模塊： ADC轉換延時僅285ns。 4. 雙向圖騰柱PFC：單相交流220V輸入，實現雙向AC-DC變換運行，高功率密度、高效率、高功率因數。 5. 交流正弦輸出并網：經調制的正弦PWM產生經調制的正弦初級MOSFET電 流，在輸出電容上產生整流正弦電壓 / 電流。 6. 雙環路數字控制：采用雙環路數字控制，開關頻率可達100KHz，超高分辨率控制。 7. MPLAB X IDE 圖形化配置：MPLAB X IDE 中的MCC插件，以圖形化配置生成各類外設模塊的初始化代碼和底層驅動，可極大降低軟件開發難度，減輕工程師的開發負擔，常規應用無需看寄存器定義即可完成開發。

?方案規格

輸入電壓： 單相AC 220V 最大功率： 3.3KW 輸入電流： 15A 輸出電壓： 400DC +/- 5 Vdc PWM 頻率： 100KHz 轉換效率： 98.5% iTHD： 小于5%      (在Load >20%時) USB在線升級： 支持(使用MCC生成代碼) 環境溫度： 小于50℃ 尺寸： 208mm X 88mm X 45mm