1.前言

在過去的 10-30 年里，氣候變化一直是一個備受爭議的話題，引發(fā)了關于哪些類型的法規(guī)是必要的政治討論。從短期來看，開發(fā)更環(huán)保的基礎設施，擺脫化石燃料等相對廉價的能源，成本要高得多。

政府補貼旨在鼓勵可再生能源技術的發(fā)展。這些補貼使從事可再生技術的公司能夠與控制大部分市場的傳統(tǒng)能源公司保持競爭力。它們允許政府通過私營公司幫助激發(fā)環(huán)境變化，以幫助后代，同時限制對傳統(tǒng)能源的監(jiān)管或稅收。太陽能是可以顛覆傳統(tǒng)能源市場的可再生技術的一個很好的例子。

太陽能電池板捕獲太陽能并將其轉換為直流能量。來自面板的直流電必須轉換或升壓到更高的電壓，然后通過逆變器轉換為交流電。一旦轉換為交流電，電力可以供家庭、建筑物、工廠等使用，或直接輸送到電網(wǎng)。

要使太陽能成為一項有價值的投資，太陽能電池板必須非常有效地將太陽能轉化為可用電力。為此，公司設計了一些設備來幫助最大限度地利用太陽能電池板收集的能量：太陽能優(yōu)化器和微型逆變器。安裝在每個太陽能電池板上的太陽能功率優(yōu)化器用于在直流能量被發(fā)送到中央逆變器轉換為交流能量之前對其進行調節(jié)。與太陽能功率優(yōu)化器一樣，微型逆變器也放置在每個太陽能電池板上，但它們直接在太陽能電池板上將直流能量轉換為交流能量。盡管這些技術不同，但它們具有相同的目標：提高單個太陽能電池板的性能，以幫助提高整個系統(tǒng)的能源產量。

2、MOSFET在逆變器中的作用

這和半導體有什么關系？設計和布局中的最小決策可能會影響微型逆變器和太陽能優(yōu)化器的效率。這些小而重要的決定之一是圍繞金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET)。參見圖 1。

圖 1：太陽能電源框圖  

圖 1 所示的太陽能優(yōu)化器顯示了 MOSFET 的工作，即調節(jié)太陽能電池板光伏電池 (PV+/PV-) 的電壓，然后將其發(fā)送到中央逆變器 (String+/String-) 以完成直流/AC 轉換。這些 MOSFET 需要能夠在 DC/DC 轉換期間達到高電壓，因此需要柵極驅動器，因為 FET 不能由微控制器直接驅動。

TI 的 120 V、3.5 A、UCC27282柵極驅動器非常適合這種情況。3mm×3mm 柵極驅動器設計用于驅動高側、低側配置中的兩個 N 溝道 MOSFET。由于 MOSFET 處于 H 橋配置，UCC27282 可以快速切換相應的柵極，用于將較低電壓轉換為高電壓。

太陽能優(yōu)化器還受益于 UCC27282 內置的安全功能。欠壓鎖定 (UVLO) 是一種保護功能，可在有足夠的電源電壓來開啟外部 MOSFET 之前禁止每個輸出。UCC27282 具有 5 V UVLO，這是目前所有 TI 半橋柵極驅動器中最低的。當尚未建立足夠的電壓且直流電源電壓 (V DD ) 未超過 UVLO 閾值時，這在啟動期間很有幫助。

如果沒有 UVLO，MOSFET 可能會在電壓不足的情況下開啟，這可能會損壞 FET 和整個系統(tǒng)。如果 FET 沒有完全開啟，器件在傳導過程中將具有高電阻，并將以熱量的形式耗散功率。此外，MOSFET 可能會被驅動到未知狀態(tài)，此時 FET 可能不會在需要時切換，從而導致系統(tǒng)無法按預期運行。UCC27282 的 UVLO 為 5V，是所有電流半橋柵極驅動器中最低的。

5 V UVLO 的另一個優(yōu)點是它可以使用較低的 V DD，這有助于提高效率，因為它降低了開關損耗。較低的 V DD還為優(yōu)化總 MOSFET 損耗提供了更大的靈活性。

由于太陽能應用中 MOSFET 的頻繁開關，可以在柵極驅動器的輸入級感受到開關噪聲。如果發(fā)生這種情況，輸入信號的完整性可能會被破壞，導致兩個輸入同時處于高電平。UCC27282 的輸入互鎖，也稱為交叉?zhèn)鲗ПＷo，可防止輸入端的這種錯誤反映在輸出端并導致功率級損壞。

有助于提高太陽能優(yōu)化器效率的最后一個性能特性是啟用/禁用引腳。功率優(yōu)化器對每個單獨的模塊使用最大功率點跟蹤，以確保在理想的功率收集范圍內執(zhí)行 DC/DC 轉換。一旦超出理想的功率收集范圍，DC/DC 轉換就不需要 UCC27282，它的使能功能可用于減少靜態(tài)（待機）電流損耗。

在太陽能領域，效率的最小提高是難以實現(xiàn)的。設計中一些最小的設備的最細微的變化都會產生很大的不同。雖然效率提高幾個百分點似乎無關緊要，但它們是從傳統(tǒng)化石燃料能源中獲得市場份額所必需的?？稍偕茉慈〉玫娜魏问找娑加兄趧?chuàng)造一個更清潔的社會，造福子孫后代。