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  跟着全球对动力可继续性与安全性的重视升温，住所太阳能储能体系需求继续攀升。当时市场上，2kW级微型逆变器已完成集成储能功用，而更高功率场景则需依靠规划，讨论其技能优势与中心规划关键，为住所太阳能运用供给高能效、高密度的解决计划参阅。

  ●单向DC/DC转换器：履行光伏上限功率点盯梢（MPPT），优化能量捕获；

  ●DC/AC转换器：将直流电转换为低THD（总谐波失真）的交流电，适配电网需求；

  ●微操控器（MCU）：集成电流/电压丈量、电源开关操控、绝缘监测及通讯功用；

  ●电源优化器：经过动态调整提高光伏面板输出功率，下降外部环境（辐照度、温度）影响。

  传统串式逆变器多选用IGBT作为功率开关，但其尾电流与二极管反向恢复特性会导致较高开关损耗，且损耗随温度上升进一步加重。为操控热办理本钱，IGBT一般需在5kHz-15kHz低频下运转，需调配大体积无源元件与散热器，约束了体系功率密度提高。

  相比之下，GaN（氮化镓）作为第三代宽带隙半导体，无少量载流子存储效应，可显着下降开关损耗。试验标明，GaN FET的开关频率可提高至IGBT的6倍（如134kHz），在坚持体系总损耗不变的前提下，大幅度削减电感、电容等无源元件尺度，为高密度规划供给或许。

  图2与图3展现了TI供给的根据GaN的10kW单相串式逆变器参阅规划，其中心模块包含：

  ●升压转换器（2路，5kW/路）：运转于134kHz，担任光伏输入的电压提高；

  ●交织式双向DC/DC转换器（10kW）：作业频率67kHz，完成电池与直流母线的高效能量传递；

  ●双向DC/AC转换器（4.6kW）：开关频率89kHz，保证电网侧电能质量。

  ●功率器材：选用TILMG3522R030 GaN FET（650V/30mΩ），集成栅极驱动器，下降BOM本钱并缩●小PCB尺度；其顶部散热规划使热阻抗优于底部散热器材，提高热办理功率。

  操控中心：TMS320F28P550SJ MCU完成四路功率级的实时操控与维护，以电源地（GND DC–）为参阅，直接驱动GaN FET（无需底部阻隔栅极驱动器）。

  ●电流检测：针对不同模块需求，选用差异化计划——升压转换器运用INA181（负电源轨并联检测）；双向DC/DC转换器选用AMC1302（高精度阻隔放大器）保证电池电流精度；DC/AC转换器则经过TMCS1123霍尔传感器（高带宽、高精度）下降电网电流THD。

  在350V串式输入、160V电池电压、230V电网电压的测验条件下，参阅规划在三种典型工况下均展现出优异功用：

  图 4. 将光伏面板输出的电力转换到电网时的功率（350VDC、230VAC）。

  图 5. 将电池输出的电力转换到电网时的功率（160VDC、230VAC）

  图 6. 将光伏面板的电力转换到电池时的功率（350VDC、160VDC）

  值得重视的是，虽然开关频率较IGBT计划提高6倍，体系全体功率仍与干流IGBT计划相等，辅以辅佐操控电源后，功率仍旧坚持高位。终究，该规划完成2.3kW/L的功率密度，体系功率达98%，充沛验证了GaN在提高能效与缩小体积方面的明显优势。

  根据TI GaN FET的10kW单相串式逆变器计划，经过高开关频率、低损耗特性，成功突破了传统IGBT计划在功率密度与功率间的对立。其集成化器材选型（如集成栅极驱动的GaN FET）、精准的电流查验测验计划，为住所太阳能储能体系供给了高牢靠、超高的性价比的挑选。跟着GaN技能的进一步老练，其在高功率密度储能范畴的运用远景将愈加宽广。