微逆系統（Micro-Inverter System）是一種將直流電轉換為交流電的電力電子裝置，通常用于光伏發電系統中，將單個太陽能面板或小陣列產生的直流電轉換為適用于電網的交流電。其中微逆變器與傳統的集中式逆變器不同，它為每個太陽能面板或每組面板提供獨立的逆變功能，提高了系統的靈活性和可靠性。

圖 1. 微逆系統

微逆系統由光伏面板、微逆變器、電網或儲能設備以及監控與管理系統構成。我們這次將圍繞其中的微逆變器和儲能設備這兩個核心部件，介紹必易微的光伏能源芯片解決方案。

圖 2. 微逆系統框圖

在典型的微逆系統中，通常包括兩級轉換：第一級是升壓電路 (BOOST)，負責提升光伏電壓并進行最大功率點跟蹤 (MPPT) 控制。通過微控制單元 (MCU) 檢測光伏板的電壓和電流，計算出最大功率點，并控制逆變器輸出以實現最大功率輸出。電壓和電流的檢測通常采用運算放大器（OPA）實現。第二級為全橋逆變電路，將 BOOST 電路的直流輸出逆變為 110V 或 220V 的交流電。此外，還包括輔助供電和通訊模塊等子模塊。

圖 3. 電池單元系統框圖

對于需要儲能的應用，如離線式微逆系統，電池單元 (BESS) 是關鍵組成部分，主要功能是存儲白天多余的電能，以便在光照不足時或夜間使用。

必易微為微逆系統客戶提供一站式芯片解決方案，包括低中高壓的 DC-DC、柵極驅動、運算放大器、霍爾電流傳感器和 LDO。

DC-DC 方案

方案 1

KP52100X

圖 4. KP52100X 典型應用電路

圖 5. KP52100X管腳封裝

KP52100X 是一顆支持 7V~100V 輸入，1A 輸出的同步降壓 DC-DC，也支持 Flybuck 設計實現多路和隔離輸出。KP52100X 芯片有 SOP-8 和 ESOP-8 兩種封裝，能在 -40℃ 到 150℃ 的極端環境下工作。該芯片具有高精度逐周期高邊和低邊 MOS 限流保護的優勢，并且能在整個溫度范圍內保持分別 13% 和 16.7% 高限流精度。并具備電源指示功能，便于系統時序設定或故障診斷。

KP52100X 專為工業電源和電池組設計，其特點包括 50ns 的最短導通和關斷時間，這使得它能夠支持寬泛的轉換比范圍。它還具備可調節的開關頻率以及 1% 的高基準電壓精度。該芯片提供兩種工作模式：PFM 模式適用于輕載高效應用，而 FPWM 模式則適合于輕載且對紋波要求較低的應用。此外，它的靜態電流和關斷電流都非常低，非常適合于功耗敏感型應用。

KP52100X 的 CMCOT 控制系統提供了卓越的動態響應速度，允許使用體積較小的電感和輸出濾波電容。芯片內部集成了高效的主開關管和同步整流管，以及包含軟啟動電路和補償電路的高級集成設計，這不僅提高了效率，同時降低了發熱量，使得整體解決方案既緊湊又易于使用。

圖 6. KP52100X 特點和應用

必易微為光伏應用領域提供了全面的電源解決方案，涵蓋了多種電壓和電流規格，以適應不同的設計需求，包括100V 1A、40V 0.6A&1A、30V 2A&3A 以及 17V 2A~6A 等多個系列，這些全腳位兼容的 SOT23-6 方案不僅能夠滿足客戶對多樣化電源方案的需求，還可以幫助客戶加快產品開發進程并有效降低系統的整體成本。

運放方案

方案 1

KS11062

圖 7. KS11062

典型應用電路

圖 8. KS11062

管腳封裝

針對微逆系統電壓和電流檢測的應用，必易微可為客戶提供多款運算放大器產品解決方案。其中，KS11062 是一款具有代表性的兩通道運算放大器，它具備 11MHz 的寬頻帶，以及軌到軌的輸入和輸出特性，同時保持了低噪聲和低溫漂的特點。在常溫下，其最大 Vos 僅為 1.5mV，而在 -40°C 至 125°C 的寬溫度范圍內，其溫漂不超過 2mV，確保了全溫度范圍內的檢測精度。

KS11062 還支持廣泛的共模輸入電壓范圍，從（V-）-100mV 到（V+）+100mV，這在單電源應用中能夠最大程度地保證輸入信號的動態范圍，并消除信號地與功率地之間電勢差引起的測試誤差。此外，內置的 SR boost 電路能夠將輸出壓擺率 SR 提升至 13V/μs，從而支持更高頻率信號的采樣以及更高頻率和幅值的信號輸出。這些特性使得 KS11062 成為微逆電源電壓和電流檢測應用的理想選擇。

圖 9. KS11061/KS11062/KS11064特點和應用

AFE 方案

必易微推出了兩款先進的 AFE 芯片——KP62010/KP62030，以及 KP621X0，它們為光伏電池包提供了卓越的管理芯片解決方案。這些芯片在光伏系統中扮演著核心角色，專注于精確測量、監控和均衡每節鋰電池的電流和電壓，確保系統的安全穩定運行。

方案 1

KP62010/KP62030

圖 10. KP62010/KP62030 管腳封裝

KP62010 和 KP62030 特別適用于低壓 BESS 系統，提供低邊驅動的 10/18 串鋰電池保護功能。它們的集成度高，性能優化，使得客戶能夠輕松實現高性能和高安全性的電池包解決方案。借助必易微的 AFE 芯片，客戶可以確保其電池包系統在各種操作條件下均能保持優異的性能和安全性。

圖 11. KP62010/KP62030 特點和應用

方案 2

KP621X0

圖 12.KP621X0 管腳封裝

KP621X0 是一款適用于高邊驅動的 10/14/16 串鋰電池監控和保護芯片，支持備菊花鏈擴展，能夠擴展更多節數的電池應用。它是高壓電池儲能系統 (HV BESS) 的理想選擇，為高電壓應用提供了高效的電池管理解決方案。

圖 13. KP621X0 特點和應用

全橋逆變方案

方案 1

KP85241

圖 14. KP85241 典型應用電路

KP85241是一款開關節點耐壓120V，集成自舉二極管的高速高低側柵極驅動器，能夠提供5A拉電流和5A灌電流能力，高低側驅動配有獨立的輸入，可最大限度提高控制靈活性。芯片輸入端能夠處理-10V 到 20V 的電壓，開關節點瞬態耐負壓能力可達 -18V。KP85241 典型傳播延遲為 16ns ，延遲匹配 2ns ，允許系統在高頻率下工作，同時高側和低側驅動器具有欠壓閉鎖功能(UVLO)功能，如果驅動電壓低于規定的閾值，芯片強制輸出為低電平，提高系統穩健性。

低邊驅動方案

方案 1

KP85721

圖 15. KP85721 典型應用電路

KP85721 是一款 VDD 耐壓 30V、高速、雙通道低側柵極驅動器，能夠有效地驅動 MOSFET、IGBT、SiC 和 GaN 電源開關。典型峰值驅動強度為 6A，有助于縮短電源開關的上升和下降時間、降低開關損耗并提高效率。短傳播延遲與延遲匹配可改善系統的死區優化、控制環路響應，提高脈寬利用率和瞬態性能，從而提高功率級效率。芯片輸入端口支持最低-10V 情況下正常工作，輸出端口的瞬態反向電流和反向電壓能力使其能夠承受功率器件或脈沖變壓器回路上的寄生干擾并避免驅動器故障。同時還具有欠壓鎖定 (UVLO) 功能，可提高系統穩健性。當沒有足夠的偏置電壓來完全打開功率器件時，柵極驅動器輸出被內部下拉 MOSFET 保持在低電平。

LDO 方案

KP7122XX(X)

KP7122XX(X) 是一款小體積、低 dropout 電壓的線性穩壓器 (LDO)，最大可提供 350mA 輸出電流，具有極低的輸出電壓噪聲、高 PSRR 以及優良的動態特性，特別適用于信號敏感電路，靜態電流低至 8μA，可用于電池供電設備。內置過流/短路保護、過溫保護等功能。

亮點 1

精簡的設計，小體積封裝

圖 16. KP7122XX(X) 典型應用電路

KP7122XX(X) 可提供 DFN1x1-4、SOT23-5、SOT23-3 封裝。

亮點 2

優異動態性能

KP7122XX(X) 具有超快瞬態響應，由下面所示的負載跳變實驗可以看出，在 1mA-330mA-1mA，tr=1μs 時，ΔVout 分別在 50mV 和 40mV 以內，瞬態響應優秀。

圖 17.瞬態響應

IOUT=1-330mA，tr=1μs

圖 18.瞬態響應

IOUT=330-1mA，tr=1μs

亮點 3

高電源抑制比 (PSRR)

KP7122XX(X) 具有高電源抑制比，可以有效抑制前級 DC-DC 變換器帶來的紋波干擾，由 PSRR 測試實驗：在輸入 5V，帶載 20mA 情況下，1kHz 處達到 95dB，另外該芯片還具有低輸出噪聲，不超過 8μVrms。

圖 19.VIN=5V，VOUT=3.3V

COUT=1μF，IOUT=20mA

KP7112XX(X)

KP7112XX(X) 系列是一款最大工作電流 400mA，具有快速瞬態響應和高電源抑制比的線性穩壓器。另外，該芯片具有高輸出電壓精度，低輸出壓降壓，低靜態電流以及快速啟動時間。

必易微致力于為客戶提供高效、安全、可靠的整體芯片解決方案，無論是在光伏發電還是儲能應用領域，我們的解決方案都能滿足客戶需求，助力客戶在綠色能源領域取得成功。未來，必易微將繼續提供創新的整體芯片解決方案，推動綠色能源發展。

審核編輯：劉清