本文解析了一款6KW高防護(hù)并（離）網(wǎng)逆變器應(yīng)用實(shí)例，其核心組成部分涵蓋了電池管理系統(tǒng)（BMS）、光伏（PV）控制模塊、最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）、逆變電路以及系統(tǒng)保護(hù)等功能。此解析旨在介紹光耦等器件的應(yīng)用，為讀者提供參考。

先來看看這款太陽能逆變器外觀。

整機(jī)面板正面簡(jiǎn)潔易識(shí)別：有系統(tǒng)工作指示、狀態(tài)指示、太陽能指示等。尺寸為L(zhǎng)*W*T：65*40*15（cm），是一款長(zhǎng)方體的壁掛式產(chǎn)品。

其正面朝下，可見到太陽能板連接端口、負(fù)載連接端口、專用的電池接入端口，以及一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電池管理系統(tǒng)（BMS）通信接口。

在設(shè)備的左側(cè)面，配置有開關(guān)（ON/OFF）按鈕、RS232通信接口、并聯(lián)連接端口（PAR1/PAR2），以及一個(gè)用于連接WIFI外置天線的插口。

接下來，拆開機(jī)蓋，看看內(nèi)部電路。

正中央位置的主控電路，使用TEXAS INSTRUMENTS TMS320F28069PZT 微控制器, 32位,90MHz,高達(dá)256KB的閃存,100KB的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM),2KB一次性可編程(OTP)ROM,LQFP100封裝。背板式結(jié)構(gòu)，將主板用6個(gè)飛機(jī)架固定在底板上。

功率回路的關(guān)鍵器件之一是功率電感，直接影響功率和效率。其大功率電感器的安裝，采用了導(dǎo)熱膠進(jìn)行灌封處理，有效增強(qiáng)了其穩(wěn)定性并提升了散熱性能，確保能在高溫環(huán)境下可靠使用。

在逆變回路中，直流輸入和升壓輸出部分均采用了豐明薄膜電容進(jìn)行濾波，相較于電解電容，薄膜電容具有更高的耐熱性能和更長(zhǎng)的使用壽命，從而能夠滿足長(zhǎng)時(shí)間處于高溫環(huán)境下的應(yīng)用要求。

集成了專用的WIFI模組，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的在線通信功能。

功率MOSFET元件用螺絲鎖定，緊貼在底部的散熱片上，能夠高效地輔助逆變器電路的運(yùn)行，確保逆變器能夠持續(xù)穩(wěn)定地在滿功率狀態(tài)下輸出。

功率MOSFET的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了14顆晶臺(tái)品牌光耦，型號(hào)為KL1018，長(zhǎng)小型貼片式LSOP4封裝，上升時(shí)間tr=2us，下降時(shí)間tf=3us；ton=4us，toff=3us；這些光耦元件能夠適配高達(dá)30KHz頻率的高頻開關(guān)信號(hào)。

電路板正面使用了6顆晶臺(tái)品牌光耦，采用KL1019，LSOP4封裝。這些光耦專門用于通信接口的隔離，實(shí)現(xiàn)了BMS、并聯(lián)信號(hào)、并網(wǎng)鏈接信號(hào)以及RS232等接口之間的數(shù)據(jù)交互功能。

在電路板的背面，使用了兩顆晶臺(tái)品牌光耦，均為KL1019型號(hào)，LSOP4封裝。其中一顆光耦負(fù)責(zé)輔助電源的隔離反饋功能，而另一顆則專門用于信號(hào)的傳輸。

晶臺(tái)光耦KL1018/KL1019系列產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用于太陽能儲(chǔ)能逆變器產(chǎn)品；由一個(gè)紅外發(fā)射二極管,通過光耦合到一個(gè)光電晶體管構(gòu)成光電耦合器，均采用4引腳LSOP封裝，工作溫度Topr適應(yīng)-55~110℃，5KV隔離電壓，8mm長(zhǎng)爬電距離，是嚴(yán)格通過UL,VDE,CQC等安全認(rèn)證的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。

▲ 參考晶臺(tái)光耦的數(shù)據(jù)手冊(cè)（DataSheet）

總結(jié)：

該整機(jī)功能完備，線路布局合理，材料選型堅(jiān)實(shí)可靠。主電路依次集成了EMI濾波模塊、開關(guān)管驅(qū)動(dòng)與保護(hù)模塊、升壓（BOOST）模塊、移相高頻隔離模塊、逆變模塊以及輸出濾波模塊等。晶臺(tái)光耦合器，在電路中起到關(guān)鍵的隔離驅(qū)動(dòng)和信號(hào)隔離傳輸作用；光耦隔離電路的使用，使得該設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，便于并網(wǎng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)多機(jī)組并聯(lián)輸出，從而進(jìn)行功率擴(kuò)展應(yīng)用。