HOLTEK關注ESG環境永續發展 推出MPPT太陽能充電控制器應用方案

HT32 MPPT太陽能充電控制器方案。盛群半導體

因應全球暖化溫室效應，能源轉型成為全球環境永續的重要課題，推動再生能源發展已成為各國經貿與環境政策主軸。在眾多再生能源中以「太陽能」技術發展相對成熟。根據Marketsandresearch.biz調查顯示2021年全球MPPT太陽能光伏充電控制器(MPPT PV Solar Energy Charge Controller)市場規模估計為 1.73億美元，預計到2028年規模為2.46億美元，年均複合成長率(CAGR)達5.2%。

盛群半導體(HOLTEK)為專業MCU IC設計上市公司，關注ESG環境永續發展，近期推出Arm Cortex -M 32-bit MCU為主控之「MPPT太陽能充電控制器」應用方案，能充分地將陽光高效轉換成電能，達到極佳的儲能效果。

常見太陽能光伏發電系統包括：太陽能面板、控制器、蓄電池和相關負載；「控制器」是極為關鍵角色，負責管理整個系統。太陽能充電控制器主要區別為PWM(Pulse-Width Modulation)及MPPT(Maximum Power Point Tracking)最大功率點跟蹤兩種類型，而MPPT充電轉換效率則高於PWM。通過MPPT技術可最大化地把太陽能轉換後收集至蓄電池中，它同時還負責控制負載的開關啟停、保護等。選擇MPPT太陽能充電控制器可從三個方向評估：

一、 演算法：

1、由於太陽能面板受光照強度、溫度等環境因素的影響，最大輸出功率點會隨環境發生變化，使用MPPT演算法跟蹤，可使其工作在最大功率點而提升能源利用率。
2、主流的MPPT演算法主要有開路電壓法、短路電流法、擾動觀察法和電導增量法；HOLTEK綜合評估後，採用Arm Cortex-M0+ HT32 MCU設計MPPT擾動觀察法的太陽能控制器方案；此法通過改變電壓大小以即時觀測當前功率，再比較前後兩次功率的變化情況以即時調節下一週期的電壓大小，如此重複過程，可使能源轉換當下、工作在最大功率點時對電池進行充電。
3、本解決方案的MPPT追蹤效率高達99%以上，達到市場MPPT產品水準以上。

二、 MCU選型：

1、HT32 MCU系列陣容非常完整，客戶依產品檔次、功能及HMI需求，挑選性價比最高的MCU型號用於MPPT太陽能充電控制器。
2、MCU集成週邊關鍵IP：具備互補式PWM輸出功能，用於PMOS／NMOS驅動時，致能死區發生器及插入可編程的死區時間設定，可提升充電／放電電路的安全性；具備OPA電路用於設計雜訊濾除，電流/電壓採樣放大提高精準度；具備CMP及DAC電路用於過流、過壓等保護。
3、HT32 MCU通過UL/IEC 60730-1 Class B軟體認證，可提供相關完整自檢程序。

三、 轉換效率及管理功能：

1、採用HT32設計的MPPT太陽能充電控制器，兼具CC、CV充電和追蹤暫態最大功率充電。
2、DC-DC充電/放電電路高頻操作，有效減少能量損耗，大幅度提升充電效率，轉換效率高達92%。
3、主控MCU對充電/放電的流程進行智慧管理，進而減少電池損傷而延長電池壽命。

總體評估，此方案具有自動識別電池電壓、智慧充電、MPPT追蹤效率高、充電轉換效率高以及全面的電子防護等優點，適用於多種類電池，符合多數產品的需求。

HOLTEK除了提供完善且可快速導入量產的32-bit MCU設計之MPPT太陽能充電控制器方案，同時優質的工程團隊可配合客戶儲能電池的特性，調整優化MPPT充電技術應用；客戶若另外搭配HOLTEK逆變器專用MCU(HT45F5V)，則可擴展應用產品至多功能的太陽能逆變儲能箱。