1 系统说明

随着光伏系统需求的增加，在推动向可再生能源进一步转变和在住宅普及太阳能利用两方面，逆变器发挥着重要作用。串式逆变器呈模块化、每瓦成本低以及易于放大以提升功率等级等特性，使串式逆变器成为单相应用市场的理想选择。混合串式逆变器还可以通过电池储存能量，因此可提供良好的出口，以更大限度地提高串式输入的电力利用率，还可在夜间或低辐照度场景中提供为电网供电的替代途径。

此类混合串式逆变器将 PV 电池板功率点跟踪与一个逆变器级以及包含一个电池级的双向功能组合在一起，从而增加了对更高功率密度和效率的需求。这正是氮化镓 (GaN) FET 可以为这一应用带来诸多优势的地方。由于 GaN FET 支持高开关频率，因此 GaN FET 可以使 EMI 滤波器和散热器变得更小，使系统更紧凑、更轻，进而增加设计的外形尺寸。

此参考设计旨在展示具有完全双向功率流的双通道单相串式逆变器的实现方案，该方案将 PV 输入功能与支持各种电池电压的 BESS 相结合。

此设计包含三个主要级：

• 具有升压转换器的 2 × PV 输入
• 具有双向直流/直流转换器的电池输入
• 直流/交流转换器

该系统由两个按不同功能分开的电路板组成。

第一个电路板称为直流/直流板，由两个用于各个串式输入的输入升压转换器和一个与电池级关联的直流/直流转换器组成。第二个电路板称为直流/交流板，由直流链路电容器、直流/交流转换器和滤波电路组成。该设计中的所有高频开关器件均基于 TI 的顶部冷却 GaN FET。

这两个电路板均安装在铝散热器上方，该散热器通过热界面材料与 GaN FET 连接，并通过其他热界面材料与 SiC 二极管连接。设计中的散热器应在静态冷却条件下工作，尺寸为 324mm × 305mm × 57mm。系统总尺寸为 300mm × 280mm × 48mm，因此体积为 4 升，外形尺寸为 2.5kW/L。