ADSP-CM41x为光伏逆变器带来革命：体积减半、成本要接近火电

　　现在全球光伏(PV)逆变器增长很快，下一步正在使太阳能等新能源价格与煤电相同或更低。不久前，世界第三大逆变器公司——Solar Edge在网上展示了他们的神器——HD-Wave，使光伏发电的核心设备之一—逆变器体积和重量减少了约一半，效率得到了进一步的提升。由于减少了电感器、磁性元件和散热器件等，使成本总体上还有下降。而HD-Wave的秘笈就是采用了ADI的混合信号处理器。

　　近日，ADI能源及隔离产品部总经理Ian Lawee来京，向媒体介绍了最新的ADSP-CM41x，是针对能源转换平台的混合信号处理器。

　　ADSP-CM41x把逆变和安规二合一

　　ADSP-CM41x设计的核心是突破性的“独立双核”安全概念，将安全冗余和功能集成于一个芯片中。因为下一代PV需要新一代的功率半导体器件，提高安全性和开发效率。在效率方面，需要方便迭代的开放平台处理器，因此ADI选择了ARM M4F和M0核作为其混合信号处理器的核心之一(如下图)。

　　据悉，二三年前ADI曾推出CM40x，已大规模用于电机和逆变器领域。此次带来的CM41系列增加了上图红色部分，例如M0核。采用双核架构：一个做逆变，一个做安规。理论上双核是可以做的，但必须要经过安规认证，ADI是第一家通过了安规认证(TUV/VDE)的厂商。总之，CM41x的亮点是提高了切换频率(采用M4F核)，另一个是有符合安规的双核架构。该系列有二十多种产品。

　　同样重要的是板载集成优化的硬件加速器，不仅为处理器内核减负，还可提高内核处理能力。此外，器件的板载电弧故障检测功能简化了设计，并采用智能决策来提高安全性，从而改进了设备的可靠性和精度。

　　逆变器对于光伏的重要性

　　每分钟照射到地球上的太阳能如果全部利用起来，可以满足人类一两年的能源需求。而如何利用太阳能的很重要的一个核心，就是光伏逆变器的设计。

　　过去几年，光伏设备价格下降主要在于太阳能电池板，随着电池板成本的探底，其它成本就会占比越来越大，因此其它成本下降就显得越来越重要。在此当中核心就是光伏逆变器。而光伏逆变器的核心就是电能转换的平台。CM41X可以降低逆变器的体积、重量、成本、增加效率，同时还能保证安全性。

　　因为光伏逆变器下一代的革新，主要有几个方面。

　　第一是需要更快的切换速率。这有两层含义，一种是更新的拓扑结构，也就是多层的拓扑结构，目前可能是三电平，以后也许会变成五电平。另一种是宽禁带开关的功率器件，包括IGBT、氮化镓(CaN)和碳化硅(SiC)等器件的应用。这两种方式，都需要更高的切换频率，来满足逆变器更高的效率。

　　第二是安全性。因为光伏逆变设备最终很大可能是要连接到电网上。如果安全性上得不到保证，就会造成很大的伤害甚至灾害，比如着火等灾害。所以在考虑成本下降的同时，必须要保证整个系统的安全性，并且通过相应的安规。在这些方面，ADI的技术做了很多的积累，包括在电弧检测等等方面，可以保证在整个系统成本下降的同时，同时保证安全性的高标准，甚至比原来还更强。

　　第三，客户如何高效开发。新的ADSP-CM41X是基于ARM处理器架构。尽管ADI也有自己的优秀的Blackfin处理器，但是客户给ADI的反馈是需要更快地更新换代。基于ARM处理器，可满足客户开发产品周期的需求，而且能满足客户未来的要求。而且ARM核不仅能够支持，比如说像光伏逆变的产品，也能够支持能源储存或者是电动车充电这样的设备。

　　中国光伏市场未来最大

　　国内经历过光伏电池板的泡沫，随着欧美的出口管制，国内光伏市场近来如何?

　　“这几年国内的需求最近几年是真正起来了。”ADI市场经理陆磊解释道。前几年声音比较响主要是在光伏电池板，那些主要都是在海外出口的。现在中国实际上在真正驱动这个应用。未来中国可能是世界最大的光伏的市场。

　　具体数字是：计划2015年整个光伏在中国的装机容量是在15G瓦左右，中国到2015年底的时候，实际上已经达到43G瓦。“实际上中国已经成为全球最大光伏的装机容量的国家了。”未来5年我国的规划是2020年底要增长到150G瓦，平均每年是要在20G瓦以上。

　　小结

　　过去人们低头找能源，忽略了头顶上的太阳。ADI等公司的技术革新，带来了太阳能进入寻常百姓家的可能。