微逆變通過提供電力轉換在各個面板水平提供了有效的解決方案，以太陽能收獲。高度集成的MCU的出現提供了一個有吸引力的方法，以微型逆變器的設計，提供了一個選項，降低了復雜性成本這限制了廣泛采用微逆變器的過去。現在，設計人員可以利用現有的MCU的半導體制造商，包括飛思卡爾半導體，英飛凌，Microchip的技術，Spansion公司和德州儀器，以及其他搭建高效微型逆變器的設計。太陽能收集系統繼續演變遠離傳統的集中式的解決方案（圖1）。不像基于單個中央逆變器甚至多個串逆變器系統，微逆變轉換功率從一個單一的面板。反過來，由微逆變每個面板上產生的AC電源組合對輸出到負載。

圖1：太陽能能量采集方法繼續從中央逆變器系統（左）至演進到更多分布式串逆變器系統（中），和最后微逆變（右）內置于單獨面板。（飛思卡爾半導體公司提供）通過產生交流電力的每個太陽能電池板，所述微逆變方法減少或消除了昂貴的布線，冷卻，并與中央 - 或甚至串逆變器系統相關聯的其他設施要求相關的成本。設施級，在總轉換效率，由于在照明，底紋，污垢，或面板的年齡差異損失大大降低。雖然使用微逆變的增加個體面板的成本，太陽能裝置整體通常具有更低的成本和更高的轉換效率。

高性價比的解決方案

對于所有的優勢明顯，微逆變器卻遲遲沒有出現，以傳統的逆變器系統的成本效益的替代品。在過去，太陽能逆變器設計的復雜的功能增加了這些系統足以抵消集中-太陽能能源解決方案的缺點的成本。事實上，有必要響應變化的環境條件，以最大限度地提高太陽能轉換需要復雜的系統設計，是很難達到在需要在單個太陽能電池板的使用成本和有效性。在理想的情況下，太陽能電池板產生其最大功率輸出在它的IV曲線的特定點的環境的特性和面板本身（圖2，左圖）所決定的。在實踐中，這種最大功率點（MPP）可以是難以捉摸的，轉移到不同的點功率曲線上進行陰影通過橫跨面板從云或碎片收集在面板上（圖2中，右）。復雜的太陽能系統使用最大功率點追蹤（MPPT）的方法修改面板的工作電壓，以確保面板產生其最大功率輸出，盡管不斷變化的條件。

圖2：從在充足的陽光（左）和在部分遮蔭（右）72小區180瓦太陽能板輸出功率達到最大的功率曲線上的特定點，但發現，最大功率點可代表一個顯著挑戰。（凌力爾特提供）熱門MPPT的方法，如擾亂和觀察（P＆O）使用的周期性調整面板的漸進步驟的工作電壓，尋求任何增加或減少面板的工作電壓，可以提高面板電源簡單的權宜之計輸出。如果在工作電壓的逐步增加導致了低功率輸出時，P＆O算法將逐漸降低工作電壓在下一個調整步驟 - 重復這個過程，直到工作電壓增量的變化在兩個方向上會導致較低的面板輸出功率。在實踐中，然而，在電源輸出曲線的局部最大值的外觀（參見圖2，右側）通常需要比簡單步驟增量的更復雜的方法。

基于MCU的解決方案

在過去，建立一個有效的MPPT系統是一個復雜的任務，可能迅速增加成本和延長的明細表工程師處理角落例如局部最大值或其他因素。如今，工程師們可以找到各種各樣的能夠提供完整的解決方案，用最少的附加組件可用設備。事實上，集成的MCU提供片上功能能夠處理的測量和分析的要求，經常需要僅僅互補模擬電路的電壓和電流檢測上的輸出的輸入和功率調節（圖3）。單片機制造商通常提供相關聯的軟件庫，包括準備使用的MPPT算法，進一步簡化了設計過程微逆變設計者。

圖3：集成微控制器，如Microchip的PIC16F690提供了一套完整的功能和需要的微逆變器的數字控制的片上外設。（Microchip的技術提供）對于MPPT實現，適合的MCU如在Microchip Technology的PIC 16F系列，Spansion的FM3 MB9B520M系列，以及英飛凌XMC4000系列結合了處理器核心，內存模擬外設的全面補充。至少，這些MCU提供一種模擬 - 數字轉換器（ADC），用于測量面板電壓與電流，電壓參考和模擬比較器，用于精確的模擬處理，并且脈沖寬度調制（PWM）輸出需要在電壓轉換器級。例如，Microchip Technology的PIC MCU 16F系列器件結合了8位CMOS微控制器核心，閃存和所需的模擬外設集。該PIC16F690 MCU集成了一個12通道10位ADC，兩個模擬比較器，可編程片上電壓參考，并捕捉/比較/ PWM，提供16位捕捉，分辨率下降到12.5 NS和16位分辨率比較下來以200納秒。對PIC MCU 16F系列的其他成員擴展這些功能與需要提供進一步的增強了微型逆變器設計的其他外圍設備。例如，Microchip的PIC16F913 MCU擴充基座周邊設置了一臺液晶控制模塊，使設計人員能夠直接在面板上提供用戶反饋。飛思卡爾半導體公司的MC56F82xx數字信號控制器（DSC）系列提供針對微型逆變器設計的32位DSP內核和片上外設。它的特點，該MC56F82xx系列是基于60 MIPS 32位56800E內核。該系列的哈佛建筑風格融合了并行操作的三個執行單元，允許每個指令周期多達六個操作。與此同時，這些裝置提供一個MCU式編程模型和優化的指令集。在他們的外圍設備，這些設備包括兩個12位8通道ADC，三個模擬比較器，集成ADC和飛思卡爾的增強型FlexPWM（eFlexPWM）與對照，邊安置浩如煙海，和觸發功能。德州儀器解決了需要與C2000 MCU的產品線，包括32位Piccolo MCU的32位多核德爾菲諾MCU，32位定點DSC，以及16位DSP微控制器系列的實時性能。專為實時應用而設計，C2000 MCU系列提供了能夠快速采集的模擬數據，執行所需的計算，并在單個時鐘周期內調節PWM輸出的高度集成的器件廣泛的價格/性能點。除了為MCU需要用片上外設和實時性能，工程師開發的太陽能能量采集也能發現自己面臨的安全要求，如IEC 61508 SIL-3安全標準的高電壓應用的必要補充。為了滿足這一新興需求，德州儀器（TI）提供了大力神RM系列安全微控制器中。圍繞著一對鎖步操作的ARM Cortex-R4F內核，這些器件結合的ADC，用的PWM設計，不斷監視自己的操作，并提供近乎實時的故障檢測，而不影響性能的功能。

結論

放置每個單獨的太陽能電池板，微逆變可以提供高效率的太陽能轉換，降低成本。在過去，但是，需要能夠從太陽能電池陣列中提取最大功率復雜的設計排除廣泛使用這種分散的方法。如今，工程師們可以利用廣泛的MCU陣列集成到執行有效的能量收集所需要的外圍設備的優勢。這樣一來，工程師可以快速實現基于能夠滿足廣泛的應用性能需求和功能能力的MCU的高性價比微逆變器的設計。