AN4070 datasheet(4/53 Pages) STMICROELECTRONICS

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AN4070

4/53

Doc ID 022934 Rev 1

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Figure 1.

Image of the 250 W MIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Figure 2.

Block scheme of the 250 W grid connected system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Figure 3.

DC-DC converter topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Figure 4.

Gate driving signals of the DC-DC converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Figure 5.

Currents through the input inductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Figure 6.

MOSFET MOS1 and MOS2 currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Figure 7.

Rectifier diode currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Figure 8.

HF transformer current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Figure 9.

Basic scheme of the DC-AC converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Figure 10.

Schematic of the two main power stages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figure 11.

Schematic of the filtering and relay circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Figure 12.

DC-DC converter driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Figure 13.

DC-AC converter driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Figure 14.

Auxiliary power supply of the demonstration board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Figure 15.

AC line current sensing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Figure 16.

AC line voltage sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Figure 17.

PV current sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Figure 18.

PV voltage sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Figure 19.

Block diagram of the implemented control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Figure 20.

Implemented PLL structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Figure 21.

Block diagram of the control algorithm implemented on the 250 W MIC STM32F103xx . . 32

Figure 22.

DC-DC converter MOSFET current (green) and drain to source voltage (purple) @250 W35

Figure 23.

DC-DC converter input current ripple cancellation and inductor currents. . . . . . . . . . . . . . 36

Figure 24.

DC-DC converter HF transformer waveforms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Figure 25.

DC-DC converter rectifier diode waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Figure 26.

Inverter modulating signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Figure 27.

DC-AC converter output voltage and current waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Figure 28.

DC-DC converter efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Figure 29.

Microinverter efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Figure 30.

MIC output current and voltage waveforms during grid connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Figure 31.

Output current THD% . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Figure 32.

Power factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Figure 33.

DC-DC boost converter inductors (part1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Figure 34.

DC-DC boost converter inductors (part2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Figure 35.

AC voltage TV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Figure 36.

DC-DC converter HF transformer (part 1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Figure 37.

DC-DC converter HF transformer (part 2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Figure 38.

Inverter filter inductor (part 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Figure 39.

Inverter filter inductor (part 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Figure 40.

DC/DC inductor for 250 W microinverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Figure 41.

DC-DC transformer for 250 W microinverter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

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