原创 晶台光耦在太阳能逆变产品上的应用拆解

先来看看这款太阳能逆变器外观。

整机面板正面简洁易识别：有系统工作指示、状态指示、太阳能指示等。尺寸为L*W*T：65*40*15（cm），是一款长方体的壁挂式产品。

其正面朝下，可见到太阳能板连接端口、负载连接端口、专用的电池接入端口，以及一个标准的电池管理系统（BMS）通信接口。

在设备的左侧面，配置有开关（ON/OFF）按钮、RS232通信接口、并联连接端口（PAR1/PAR2），以及一个用于连接WIFI外置天线的插口。

接下来，拆开机盖，看看内部电路。

正中央位置的主控电路，使用TEXAS INSTRUMENTS TMS320F28069PZT 微控制器, 32位,90MHz, 高达256KB的闪存,100KB的随机存取存储器(RAM),2KB一次性可编程(OTP)ROM,LQFP100封装。背板式结构，将主板用6个飞机架固定在底板上。

功率回路的关键器件之一是功率电感，直接影响功率和效率。其大功率电感器的安装，采用了导热胶进行灌封处理，有效增强了其稳定性并提升了散热性能，确保能在高温环境下可靠使用。

在逆变回路中，直流输入和升压输出部分均采用了丰明薄膜电容进行滤波，相较于电解电容，薄膜电容具有更高的耐热性能和更长的使用寿命，从而能够满足长时间处于高温环境下的应用要求。

集成了专用的WIFI模组，以实现设备的在线通信功能。

功率MOSFET元件用螺丝锁定，紧贴在底部的散热片上，能够高效地辅助逆变器电路的运行，确保逆变器能够持续稳定地在满功率状态下输出。

功率MOSFET的驱动系统采用了14颗晶台品牌光耦，型号为KL1018，长小型贴片式LSOP4封装，上升时间tr=2us，下降时间tf=3us；ton=4us，toff=3us；这些光耦元件能够适配高达30KHz频率的高频开关信号。

电路板正面使用了6颗晶台品牌光耦，采用KL1019，LSOP4封装。这些光耦专门用于通信接口的隔离，实现了BMS、并联信号、并网链接信号以及RS232等接口之间的数据交互功能。

在电路板的背面，使用了两颗晶台品牌光耦，均为KL1019型号，LSOP4封装。其中一颗光耦负责辅助电源的隔离反馈功能，而另一颗则专门用于信号的传输。

晶台光耦KL1018/KL1019系列产品，被广泛应用于太阳能储能逆变器产品；由一个红外发射二极管,通过光耦合到一个光电晶体管构成光电耦合器，均采用4引脚LSOP封装，工作温度Topr适应-55~110℃，5KV隔离电压，8mm长爬电距离，是严格通过UL,VDE,CQC等安全认证的工业级产品。

▲ 参考晶台光耦的数据手册（DataSheet）

总结：

该整机功能完备，线路布局合理，材料选型坚实可靠。主电路依次集成了EMI滤波模块、开关管驱动与保护模块、升压（BOOST）模块、移相高频隔离模块、逆变模块以及输出滤波模块等。晶台光耦合器，在电路中起到关键的隔离驱动和信号隔离传输作用；光耦隔离电路的使用，使得该设计简单，便于并网发电，实现多机组并联输出，从而进行功率扩展应用。