概述

MLPE (Module Level Power Electronics) 组件级电力电子，是指一类能够对电能进行精细化控制的电力电子器件，包括关断器、功率优化器、微型逆变器等。目前MLPE已在分布式光伏市场中得以广泛应用，主要发挥着对单个或几个光伏组件电力进行逆变、关断、监控、功率优化等功能的作用。

组串式逆变器加功率优化器的方案作为MLPE技术路线的主流方案之一，占据MLPE市场大半数份额。其中的功率优化器是一种光伏直流输入/输出的组件级别DC/DC转换器，该转换器内置最大功率点跟踪功能(MPPT，Maximum Power Point Tracking)用于一至两块光伏组件连接，一般安装在组件背板位置，可根据组件串联的需要，将光伏电流串联并接入组串式逆变器中，实现组件级别的控制。

MPPT最大功率点跟踪

扰动观察法（Perturb and Observe）是使用较广泛的一种MPPT算法，扰动观察法也叫爬山法。其工作原理是给一个扰动输出电压信号（U±△U），再测量并计算其功率P(K)的变化，并与扰动之前的功率值P(K-1)相比，根据比较结果调整扰动方向, 参考以下的扰动过程。

扰动观察法从最开始的状态开始，每一次都对输入的信号进行调整，不断增加或减少输入信号的值，然后通过判断下一次的输出的变化方向，结合输入的变化方向，得出此时运行的状态，从而判断出下一次改变输入的方向，然后不断循环，最终扰动到最大功率点附近。

广芯微电子（广州）股份有限公司采用自研微处理器芯片UM3241F-VCT6，设计MPPT功率优化器方案平台。芯片集成Cortex-M4内核，其性能如下：

系统最高主频240MHz
最大支持512KB Flash，160KB SRAM
内置12bit，16通道5.25Msps的SAR ADC，支持差分输入
支持USB、CAN、QSPI接口
支持硬件加速运算协处理器（sin、cos、arctan、双曲正弦、双曲余弦、平方根、乘法、除法等）
支持硬件加解密引擎（AES 128/256, SHA256，随机数发生器）

广芯微功率优化器参考板

硬件框图

软件框图

参考方案规格：

DC-DC控制器

支持全数字控制

支持宽范围输入输出，Vin Max:60V, Vout Max: 48V, Pmax: 300w

支持BUCK, BOOST, BUCK-BOOST模式

支持双向变换

支持高分辨率调压

MPPT功能

采用扰动观察法 (P&O)

支持电压，电流等扰动参数

支持可变步长

支持高精度调压

支持启动和断电保护

其他可选功能

TYPE-C接口，双向PD3.1 240W

充电管理功能

支持电量统计

支持BMS

TFT LCD屏显

支持软件升级

关于广芯微

广芯微电子（广州）股份有限公司是一家致力于面向新能源、变频电机控制及低功耗物联网等领域为客户提供创新芯片及其解决方案的集成电路设计企业，其产品包括极具特色的微控制器芯片、无线射频收发器芯片、快充与数字电源管理芯片等。广芯微独有的低功耗芯片设计方法、高效率的变频电控技术、大功率的PD快充协议以及多样性无线连接技术整合而成创新与差异化的集成电路设计，在健康医疗电子、消费电子、智慧家庭、工业控制、传感器与表计等领域已经得到了广泛的应用。