信頼性と効率に優れ、コストを抑えたソーラーまたは太陽光発電 (PV) システムを製造することは、ソーラー・エネルギーの競争力を高めるための重要なステップです。この要件を満たすソーラー・インバータ・アーキテクチャを設計するにあたっては、以下の課題があります。

  • 増大する電力ニーズに対処するために、集中発電と共に分散された再生可能エネルギー源を供給するための信頼性と長い耐用年数
  • 3 レベル IGBT や広帯域ギャップ SiC-FET などの高度な制御アルゴリズムと電力トポロジーを利用した効率の向上と単位コストの削減
  • 電力品質のモニタと制御を含むその地域のグリッド・コードへの準拠

従来の PV インバータ・アーキテクチャは、MPPT/DC-DC 制御用の DSP、DC-AC 制御用の FPGA、およびシステム通信処理用の MCU で構成されていました。しかし、DSP 制御ループ、DC-DC/DC-AC 変換、および通信をすべて 1 個のデバイスに統合することにより、これら 3 つのシステム・コンポーネントを MAX® 10 FPGACyclone® V FPGA、または SoC に集約することが可能です。下に示すこの新しい最適化されたアーキテクチャは、システム・コストの最適化と部品数の削減を実現し、システムの信頼性向上や小型化につながります。

MAX10 FPGA、Cyclone V FPGA、または SoC による PV インバータ・アーキテクチャ

  

次世代 SoC インバータ: Cyclone V SoC とエンベデッド ARM® プロセッサを使用して、DSP 制御ループと MCU ソフトウェアを統合。その結果、部品点数および障害点が削減され、インバータの小型化、軽量化、および低コスト化が可能

MPPT リファレンス・デザイン

MPPT (maximum power point tracking:最大電力点追従) リファレンス・デザイン、アルテラ DSP Builder モデル・ファイルとして利用でき、ソーラー・インバータへの以下のような MPPT アルゴリズムの実装例を提供します。

  • 山登り法 (P&O) に基づく MPPT による FPGA 性能の実装例
  • マルチチャネルの MPPT デザインに拡張する再利用可能なデザイン
  • 36 クロック・サイクル (0.36 µs) のエンドツーエンド・レイテンシ (Cyclone® V FPGA、100 MHz 動作時)
  • ソーラー・インバータ内部の MPPT アルゴリズムを設計するための DSP Builder ツール・フロー

このリファレンス・デザインの入手については、アルテラの販売代理店にお問い合わせください。

MATLAB Simulink/FPGA ツール・フローにおける MPPTリファレンス・デザイン

インテルと EBV Elektronik から VHDL ソースコードとして入手可能なこの IGBT リファレンス・デザインは、3 相 3 レベル IGBT インバータに最適で、以下に対処しています。

  • Cyclone FPGA & SoC デバイス上での複雑な制御アルゴリズム
  • 電流リップルの低減
  • 電磁妨害 (EMI) の低減
  • アクティブ・フィルタリングを改良して受動部品を減少させたことによるインバータの小型化、軽量化、およびコスト削減

このリファレンス・デザインの入手については、販売代理店にお問い合わせください。

3 レベル IGBT パワーボードによる FalconEye キット