雙芯實時控制底座 打造「存余補缺」的家庭智能功率路由平臺

雙芯實時控制·智能功率路由·存余補缺·面向OEM/ODM全棧導入

一、市場背景：智能功率路由成為下一個產品門檻

全球陽臺儲能市場正處于爆發性增長階段。據QYResearch數據，2025年全球市場規模約19億美元，預計2031年突破150億美元，年復合增長率超21%。德國累計裝機已突破100萬套，滲透率不足2%；荷蘭、英國、澳大利亞等新興市場相繼開放，日本持續高補貼驅動需求攀升。

隨著用戶從單純并網發電向「發電+儲能+備電+套利」一體化產品升級，OEM客戶面臨三大核心工程挑戰：

1.效率損耗：主流AC耦合方案經歷DC→AC→DC兩次變換，往返效率僅87%~90%，系統存在10%以上的無謂能量損耗

2.開發門檻：儲能四模控制算法復雜度高，從零開發到樣機普遍耗時6個月以上

3.認證負擔：各國并網標準差異大，歐洲主流市場認證周期長達6~18個月

廣芯微1kW雙向四模戶用微儲參考開發平臺，正是面向上述挑戰，以雙芯實時控制底座驅動智能功率路由，為OEM/ODM客戶提供可快速導入的一體化控制底座。

圖1：廣芯微支持智能功率路由的1kW雙向四模戶用微儲參考開發平臺

二、技術根基：兩大工程驗證平臺的整合演進

1kW四模平臺并非從零開發，而是在兩大已發布參考平臺的工程驗證經驗基礎上整合演進，核心控制內核已經過實際工程測試：

圖2：技術演進路線圖

前級底座：雙向FSBB（源自720W雙向升降壓平臺）

廣芯微已發布的720W雙向FSBB升降壓充電管理模塊，基于UM32G421實現了DC-DC峰值效率99.05%、MPPT追蹤效率99.96%、輕載效率>95.97%，并集成完整的CC/CV充電管理與多維度硬件保護（HOCP響應<500ns）。本次平臺在此基礎上將功率提升至1kW，針對戶用光儲場景將工作范圍聚焦優化至23V~55V。前級FSBB負責兩條路徑：PV直充電池（PV→FSBB→電池），以及AC充電的后段變換（DAB→FSBB→電池）。

后級底座：單級隔離DAB微逆/整流級（源自2x520W單級DAB微逆平臺）

廣芯微已發布的2x520W單級DAB并網微逆平臺，基于UM3242F實現了97.04%并網峰值效率、99.8%MPPT追蹤效率，采用自研EPS（Extended Phase Shift，擴展移相調制）控制與諧振電流控制算法，實現寬范圍ZVS軟開關運行，并已積累并網同步、孤島檢測、LVRT/HVRT等控制代碼框架，具備客戶工程導入經驗。本次平臺將核心DAB控制任務交由UM3241F承擔，后級DAB負責三條路徑：PV并網（PV→DAB→AC）、電池離網放電（電池→DAB→AC）、以及AC充電的前段變換（AC→DAB反向）。

工程傳承：為何OEM客戶導入更有把握

? DAB隔離變換控制：EPS擴展移相調制算法與ZVS諧振控制來自2x520W微逆平臺工程驗證，控制框架成熟

? FSBB雙向控制：CC/CV充電管理、MPPT算法與硬件保護來自720W平臺工程驗證，HOCP響應<500ns

? LVRT/HVRT：控制框架源自2x520W平臺客戶工程導入經驗，在本平臺已完成參數適配

? 新增部分：四模切換狀態機+DC側智能功率路由調度——建立在成熟控制內核之上的能力擴展

三、雙芯實時控制底座·單級DAB AC端口拓撲

平臺采用「雙芯實時控制底座」驅動「單級隔離DAB AC端口拓撲」，兩芯精準分工保障確定性實時控制，單級DAB將隔離變換、并網、離網、充電集成于同一功率級，能量路徑最短是高效率的根本原因。

雙芯實時控制底座

圖3：基于UM32G421和UM3241F的雙芯實時控制底座

圖4：雙芯實時控制底座架構圖

兩芯片通過高速實時通信鏈路保持功率流狀態同步，確保模式切換與功率路由調度的確定性時序響應。

單級DAB AC端口拓撲·智能功率路由

圖5：單級DAB AC端口拓撲·智能功率路由

四條路徑的效率自洽性：三條單級路徑（PV→AC、PV→電池、電池→AC）能量直達，峰值效率96%~98%；AC充電為唯一兩級路徑（DAB+FSBB串聯），效率約92.4%。路徑級數決定效率分布，架構設計與實測數據完全自洽。

四、四條基礎能量路徑：實測效率數據

平臺已完成四條基礎能量路徑的效率與電能質量測試，以下數據來自實驗室樣機實測：

并網效率補充說明：在40V~50V典型MPPT輸入區間，300W~700W并網效率維持約96%以上；36V、30V等低輸入電壓工況下，受最大輸入電流（24A）限制，效率與最大可輸出功率按特性曲線降額。

五、四大核心能力

能力一：存余補缺——DC側智能功率路由

這是平臺最核心的系統能力，也是DC耦合架構相比AC耦合方案最本質的差異所在。

平臺支持PV與電池協同向AC側供電，并可在光伏富余時同時給電池充電與并網輸出，實現「存余補缺」的DC側智能功率路由能力。

針對EPS/UPS備電場景，平臺架構可擴展獨立單向AC充電口，實現AC-IN市電補電與AC-OUT本地負載供電同時運行。

已實測的兩類DC側智能功率路由場景：

1.存余——光伏發電充足、家庭負載小時，系統自動將余電存入電池，同時維持向電網并網輸出；PV、電池、AC三路功率在DC母線側實時分流，無需AC耦合的二次變換

2.補缺——PV優先并網/供負載，電池實時補差額（P_PV+P_BAT=P_負載）；光伏不足時由電池填補功率缺口，毫秒級響應

3.兩類場景由EMS狀態機自動執行，用戶無需干預，系統自主完成功率路由決策

圖6：“存余補缺”智能功率路由雙場景示意圖

與AC耦合方案的本質差異

? AC耦合路徑：光伏→微逆→AC母線→儲能整流→電池，經歷DC→AC→DC兩次變換，典型往返效率約87%~90%

? 廣芯微DC耦合方案：功率在DC母線側直接路由分流，省去二次變換，在典型DC路由場景下綜合往返效率較AC耦合方案具備約5%~8個百分點的提升空間（實測數據）

? 可擴展方向：增加獨立單向PFC整流口后，可進一步實現AC-IN市電補電與AC-OUT離網供電同時運行，適用于EPS/UPS備電場景

能力二：四模協同，毫秒級負載響應

平臺在統一硬件架構上實現四種工作模式，由雙芯協同控制，關鍵功率路由與負載階躍響應<20ms：

1.光伏并網（PV→DAB→AC）：最大輸出功率1000W，峰值效率96.87%（單級DAB），MPPT追蹤效率~99.8%，功率因數>99%，滿載THD<2%

2.光伏充電（PV→FSBB→電池）：最大充電功率480W（12A），單級FSBB峰值效率98.18%（@PV=40V/VBAT=40V），全平臺最高效路徑

3.電池離網供電（電池→DAB→AC）：持續輸出1000W（純阻性負載），單級DAB峰值效率>97.0%（45V以上輸入），UTHD全功率范圍<2%，負載階躍響應<20ms

4.AC交流充電（AC→DAB反向→FSBB→電池）：最大充電功率450W（12A），兩級路徑峰值效率~92.4%（額定區間），支持PFC控制，設計功率因數目標>0.99

關于AC充電的說明：當前AC充電與并網/離網逆變共用同一AC端口，兩者為互斥模式，不可同時運行。針對需要AC充電與離網供電同時運行的EPS/UPS備電場景，平臺架構支持擴展獨立單向AC充電口，以實現三端口全協同能力。

能力三：高品質并網與電網適應性

平臺并網電能質量與電網適應性直接面向歐洲主流市場認證要求：

1.并網滿載THD<2%：低功率段全測試點滿足<5%目標，面向VDE-AR-N 4105/EN 50549等歐洲并網電能質量要求

2.功率因數>99%：設計支持動態無功調節，面向弱電網適配與多國并網需求

3.LVRT/HVRT高低壓穿越：控制框架源自2x520W平臺客戶工程導入經驗，在本平臺已完成參數適配，防止電網短暫波動觸發頻繁脫網，支持VDE EN 50549、英國G98/G99等多國電網強支撐要求

4.50Hz/60Hz雙頻自適應：覆蓋全球主流電網，無需硬件改動

5.夜間靜態功耗實測<50mW：較市場主流產品低10~40倍，年待機損耗僅約0.44kWh（vs競品4.4~17.5kWh）

6.七重保護：OCP/OVP/UVP/OTP/短路保護/孤島檢測（主動+被動雙重）/防反接

圖7：并網實測參數示意圖

能力四：高品質離網輸出

離網模式下，平臺輸出電能質量經實測驗證：

1.UTHD全功率范圍<2%（純阻性負載）：優于行業普遍<3%水平，額定負載附近實測最低達0.57%

2.負載階躍響應<20ms：50%→100%階躍條件下輸出電壓恢復至穩態±5%以內，滿足家用常規負載供電需求

3.純正弦波輸出：滿足家用電器供電基本要求；大功率感性負載浪涌能力可根據客戶需求通過磁件與功率鏈路定制增強

圖8：離網實測參數示意圖

六、全棧Turnkey交付：從芯片到參考系統的完整導入底座

面向OEM/ODM客戶，廣芯微提供四個層次的參考開發底座，加速客戶從方案定義到樣機落地：

廣芯微此次發布的1kW雙向四模戶用微儲參考開發平臺，依托已發布FSBB與DAB微逆兩大工程驗證底座，以雙芯實時控制底座驅動單級DAB AC端口拓撲，將并網、充電、離網、智能功率路由四大能力整合于統一參考設計，以「存余補缺」的系統能力，通過「芯片+算法+磁件+參考設計」的全棧交付模式，為OEM/ODM客戶提供可快速導入的技術底座與完整算法支持。

立即行動：申請導入合作

? 申請參考設計資料包：原理圖、算法庫說明、磁件規格建議、BOM推薦

? 預約技術交流：與廣芯微FAE團隊深入溝通四模切換與智能功率路由工程實現細節

? 申請評估樣品：獲取雙芯主控小卡，在您的功率板上快速驗證平臺功能

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