光伏＋儲能市場井噴式增長，光儲核心元器件向高頻低損升級

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）光伏發(fā)電是近幾年來能源發(fā)展的方向，不過光伏發(fā)電還不能作為一種獨立的能源形式滿足各種能源需求，必須和儲能、傳統(tǒng)能源相互協(xié)調(diào)、融合發(fā)展?！肮夥珒δ堋本褪乾F(xiàn)在非?；馃岬囊环N能源發(fā)展形式。

“光伏＋儲能”模式里，光伏逆變器和儲能變流器是兩大核心基礎(chǔ)設(shè)施，這里面有很多核心元器件，包括變壓器、濾波線圈、PFC電感、功率電感、電流互感器等等，這些核心磁性元器件都處于高功率密度、寬溫、高頻、低損的發(fā)展趨勢中。

不同光儲場景中的核心元器件

以一個整體的戶用光伏架構(gòu)來看光儲一體化，光伏板發(fā)出的直流電通過MPPT升壓，部分存入儲能電池，部分通過逆變器發(fā)電上網(wǎng)或自用。升壓部分DC側(cè)會用到電流互感器，主變壓器。第二大塊DC逆變部分在AC側(cè)也會用到電流互感器以及一些共?；蛘卟?a href="http://ttokpm.com/v/tag/1180/" target="_blank">模電感，不過目前也有差共模一體結(jié)構(gòu)集成技術(shù)，在差模信號控制上更優(yōu)。主控部分主要涉及一些功能電感和EP變壓器。

如果分得更細一些，組串式逆變器和儲能逆變器在核心元器件上基本上沒有什么差別，不過微型逆變器則多了一個PQ變壓器，這種變壓器結(jié)構(gòu)緊密、功率大，有著高頻特性，PQ形狀設(shè)計優(yōu)化了磁芯體積、表面積和繞組繞制面積之間的比率，用最小的磁芯提供了最大的電感量和最大化的繞制面積。

在儲能BMS這類應用里，則有著大量共模電感和功率電感的應用。還有一類比較少提及的應用，比如功率優(yōu)化器，這種應用里有著大量的功率電感和射頻電感，同時對磁珠有著大量需求。

光伏逆變過程中儲能、升壓、濾波、消除 EMI等功能需要磁性元件，包括EMC濾波電感、Boost升壓電感、逆變電感、高低頻隔離變壓器、驅(qū)動變壓器等等。根據(jù)固德威數(shù)據(jù)，電感在光伏逆變器原材料成本中占比約13%，磁性元件在光伏、儲能的發(fā)展帶動下的確也在快速增長。

元器件升級提高微型逆變與組串式逆變效率

在微型逆變器經(jīng)典的500W反激式電路拓撲架構(gòu)中，主要涉及PQ主變壓器、互感器、差模電感和共模電感四大類磁性器件，如果有輔助電源部分則是有輔源變壓器。第一大類元器件主變壓器這邊主要實現(xiàn)隔離和升壓這樣的一個功能，第二大類元器件電流互感器基本上在直流側(cè)和交流側(cè)都會有用到，主要實現(xiàn)電流取樣、隔離這樣的功能。差模或共模電感主要是完成EMC濾波。

主變壓器元器件直接決定電路的整體轉(zhuǎn)換效率，目前行業(yè)內(nèi)廠商在這一方向上都是在往寬頻寬溫低損上去做，比如順絡(luò)自研的磁材在這些性能上取得了不少突破，能使得電路整體轉(zhuǎn)換效率達到97%以上。

在電流互感上，目前看重的是更小的自然間隙，更小的細線繞組和更高的耐壓，比較考驗廠商的工藝積累。從目前國內(nèi)頭部廠商的用例來看，國內(nèi)目前做電流互感容易出現(xiàn)產(chǎn)品平整度不標準的問題，導致返工，在這一塊還需要時間去積累升級。

組串式逆變架構(gòu)一般功率都很高，因此電感部分以大功率的功率電感為主，在主變壓器部分會用到一些LLC平面變壓器。共模電感部分目前大部分終端設(shè)計以兩極式架構(gòu)為主。PCB平面變壓器是未來的一個發(fā)展方向，能夠很好滿足組串式逆變和儲能逆變中的大電流需求。

為了提升逆變器的效率，越來越多的設(shè)計開始使用功率優(yōu)化器，功率優(yōu)化器實質(zhì)上就是一個DCDC轉(zhuǎn)換電路，因此需要的磁性器件也是走大電流、高耐壓路線。

另外，在儲能BMS里也涉及非常多的變壓器或者磁性元件的利用，大型儲能系統(tǒng)電壓等級高，需要多串AFE級聯(lián)，有很多需要使用變壓器或者磁性元件進行隔離通信的地方。此外，一體成型功率電感在飽和電流、DCR上的優(yōu)勢，也讓其成了光儲大功率場合里備受歡迎的?？?。

隨著功率密度的提升，頻率的拔高，光儲應用對核心元器件的散熱要求也越來越高。提升散熱是很多元器件廠商目前主推的一個新的產(chǎn)品方向。

小結(jié)

從國內(nèi)市場來看，目前有部分光儲逆變元件已經(jīng)擺脫了進口依賴，在光儲市場井噴式增長的背景下，核心元器件的需求持續(xù)被拉高，這也促進了國內(nèi)光儲核心元器件的產(chǎn)能擴張，越來越多的磁性元件廠商紛紛切入光儲賽道。