预计未来五年住宅太阳能系统数量将大幅增加。太阳能系统可以为家庭提供清洁和绿色的能源，为家用电器、电动汽车充电，甚至将多余的电力输送到电网。有了太阳能系统，即使有电网故障，也不用担心。本文介绍了住宅太阳能系统的主要组成部分，并推荐使用安森美 (onsemi) 提高太阳能系统的效率、可靠性和成本优势。住宅太阳能逆变器系统概述

住宅太阳能逆变器系统包括产生可变直流电压的光伏面板阵列。升压转换器采用“最大功率点跟踪”(MPPT) 方法(根据阳光强度和方向优化能量采集)将可变直流电压提高到更高的直流电压。然后，单相 DC/AC 逆变器将直流链路电压(通常)<将600VDC转换为交流电压(120至240V)，然后连接到负载或电网。

住宅太阳能逆变器种类繁多，但最常见的两种是微型逆变器和组串逆变器。微逆变器太阳能系统使用多个DC/AC逆变器，每个逆变器连接到一个光伏面板，通常产生高达1kW的输出功率。组串逆变器系统结合了多个平行光伏面板的输入。然而，连接多个太阳能电池板的串联逆变器的效率不如微型逆变器系统，因为如果一个面板接收的光线少于其他串联面板，则会影响整个系统的输出。但是成本会比每个面板都配备一个逆变器的微逆变器系统便宜。

图 1：微逆变器系统(左)和组串逆变器系统(右)的框图

功率优化器(DC集成MPPT)−DC转换器)有助于提高串联逆变器系统的效率。将光伏面板的可变直流电压转换为固定直流电压，使单面板的低光伏输出不影响整体效率。电池储能系统

电池储能系统 (BESS) 对住宅太阳能系统至关重要。在大多数情况下，能量收集发生在电力需求最低的情况下，即当人们白天不在家时。在需要的时候(晚上人们在家的时候)，使用电池储存能量可以灵活用电。将BESS连接到太阳能系统的双向转换器。白天，当光伏面板发电时，转换器给电池组充电。晚上，当面板不发电时，双向转换器会释放储存在电池中的能量来驱动负载。

图 2：电池储能系统连接到太阳能系统 (BESS)DC−DC升压变换器

单升压DC-DC变换器是住宅系统中最常见的非隔离拓扑结构，反激变换器常用于隔离。这两种拓扑结构成本低，形状小。DC-AC变换器

逆变器可采用多种拓扑结构，如安森美NXH75M65L4Q1 H6.5 IGBT模块的逆变器。该设计不需要变压器，降低了整个系统的重量、尺寸和成本。共模解决了拓扑结构 (CM) 电压作用于光伏阵列寄生电容引起的漏电流问题。

图 3：H6.5 拓扑结构适用于住宅太阳能逆变器双向DC−DC变换器

双向DC-DC变换器充放电储能系统中的电池。这通常使用谐振CLC或双有源桥或简单的buck-bost隔离拓扑结构。它支持广泛的输入和输出电压，并使用零电压开关 (ZVS) 提高效率。此外，电池组将与光伏面板隔离，以确保安全。用于太阳能系统的IGBT

安森美为住宅太阳能系统提供600V和650V IGBT。这些IGBT采用窄台面和宽沟Field Stop 4(FS4) 该技术提供了锁具的抗干扰性和较小的栅极电容。场截止层可以提高耐压性，减少漂移层的厚度，反过来也可以减少导线和开关的损失

图 4：安森美功率半导体用于太阳能系统

碳化硅进一步提高了住宅太阳能系统的性能

碳化硅 (SiC) 该装置可以为住宅太阳能系统带来更小尺寸的逆变器，并提供比硅基装置更好的性能。安森美650V 在不同的VGS和温度下，EliteSic分离MOSFET具有低RDS(ON)，建议采用负栅极电压驱动，这样不仅可以提高抗噪性，而且可以避免桥式拓扑结构中的导通错误。

图 5：SiC 该装置可以提高住宅太阳能逆变器的性能 加速工程师设计住宅太阳能系统

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