AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片在儲(chǔ)能產(chǎn)品中的關(guān)鍵作用與市場(chǎng)趨勢(shì)
AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片作為一種集成電路，在電源轉(zhuǎn)換器中發(fā)揮著核心控制作用。它能夠?qū)⒔涣麟姡ˋC）轉(zhuǎn)換為直流電（DC），這一過(guò)程對(duì)于只能使用直流電的電子設(shè)備至關(guān)重要，而儲(chǔ)能產(chǎn)品也不例外。
在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片的主要任務(wù)是將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，便于電池存儲(chǔ)和使用。作為儲(chǔ)能變流器（PCS）的核心組成部分，它還負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)間的能量雙向流動(dòng)，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片的核心功能
AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片在儲(chǔ)能產(chǎn)品中的工作主要包括以下四個(gè)方面：
整流功能
將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，以便存儲(chǔ)在電池中。
逆變功能
將電池中的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，用于反饋至電網(wǎng)或?yàn)榻涣髫?fù)載供電。
電壓與頻率調(diào)節(jié)
確保輸出電壓和頻率符合電網(wǎng)或負(fù)載需求。
功率控制
實(shí)現(xiàn)恒功率或恒流的充放電，同時(shí)平滑波動(dòng)性電源的輸出。
在并網(wǎng)模式下，AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片可在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期將交流電整流為直流電，為電池組充電；在負(fù)荷高峰期，它又能將電池中的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，反送至電網(wǎng)。而在離網(wǎng)模式下，芯片則脫離主電網(wǎng)運(yùn)行，為本地負(fù)載提供符合電網(wǎng)質(zhì)量要求的電能。
工作原理與技術(shù)特點(diǎn)
AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片的核心原理是通過(guò)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件（如晶體管）進(jìn)行高頻開(kāi)關(guān)操作，并利用電感、電容等濾波元件平滑輸出電壓，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的直流輸出。
其中，電感的電壓伏秒平衡定律是關(guān)鍵。在穩(wěn)態(tài)下，電感兩端的正向伏秒數(shù)與反向伏秒數(shù)相等，這是開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。
此外，儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片的要求不僅在于高效的能量轉(zhuǎn)換，還包括電壓穩(wěn)定性、功率控制能力以及對(duì)多種應(yīng)用場(chǎng)景的適應(yīng)性。
市場(chǎng)現(xiàn)狀與主流解決方案
根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)APO的統(tǒng)計(jì)，2022年全球AC/DC芯片市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了311.84億美元，預(yù)計(jì)到2029年將增長(zhǎng)至637.49億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為8.94%。這一快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)吸引了眾多企業(yè)的關(guān)注，目前已有多款適用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片進(jìn)入市場(chǎng)。
以下是幾種典型的解決方案：
1. 羅姆（ROHM）BM2Pxxx/BM2PxxxF系列
采用低導(dǎo)通電阻超級(jí)結(jié)MOSFET，優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高效率與低噪音。
提供DIP7和SOP-8封裝，后者可節(jié)省47%的安裝面積，適用于8W以下的儲(chǔ)能應(yīng)用。
2. 意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）ST-ONE系列
專(zhuān)為智能電網(wǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)，集成功率因數(shù)校正（PFC）、隔離型柵極驅(qū)動(dòng)器及多種保護(hù)功能。
提供緊湊、高效的解決方案，適用于快速充電和綠色能源存儲(chǔ)應(yīng)用。
3. PI（Power Integrations）InnoSwitch3-PD系列
集成初級(jí)端反饋和次級(jí)端控制，內(nèi)置SuperFET MOSFET，支持恒壓恒流控制。
適用于高密度電源適配器和儲(chǔ)能系統(tǒng)前端轉(zhuǎn)換，兼容USB PD等快速充電標(biāo)準(zhǔn)。
4. 英飛源技術(shù)（INVT）BEG75050
適用于V2G（車(chē)網(wǎng)互動(dòng)）和儲(chǔ)能充電應(yīng)用，支持雙向交直流變換，具有寬恒功率電壓范圍和高效率。
5. 茂睿芯（MORNSUN）MK2697G
高頻QR AC-DC PWM控制芯片，采用SOT23-6封裝，支持9—90V供電，無(wú)需外部穩(wěn)壓電路，設(shè)計(jì)更靈活。
6. 東科半導(dǎo)體（Dongke Semiconductor）DK065G
集成650V/260mΩ GaN HEMT的準(zhǔn)諧振反激控制芯片，簡(jiǎn)化了反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。
選擇AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片的關(guān)鍵因素
在儲(chǔ)能系統(tǒng)中選擇合適的AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片時(shí)，需要綜合考慮以下因素：
功率等級(jí)： 確保芯片能夠滿足系統(tǒng)的功率需求。
效率要求： 高效率設(shè)計(jì)有助于降低能量損耗，提高系統(tǒng)可靠性。
尺寸與封裝： 根據(jù)設(shè)備空間限制選擇合適的封裝形式。
認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)： 符合國(guó)際電氣安全及能效標(biāo)準(zhǔn)。
成本因素： 在性能與成本之間找到平衡點(diǎn)。
小結(jié)與展望
AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片是儲(chǔ)能系統(tǒng)中的核心部件，其性能直接影響儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。它不僅在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中提高了能源利用效率，還通過(guò)電壓調(diào)節(jié)、功率控制等功能增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。
隨著電力電子技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)的不斷進(jìn)步，AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片將在儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。未來(lái)，隨著市場(chǎng)需求的持續(xù)增長(zhǎng)和技術(shù)的不斷突破，AC/DC轉(zhuǎn)換器控制芯片將為儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化與創(chuàng)新提供更多可能性。
