开发逆变器



环旭电子表示SiC逆变器已开始量产出货

环旭电子今年针对SiC（碳化硅）逆变器已开始量产出货，相关业务布局及公司背景信息如下：

SiC逆变器业务进展环旭电子的SiC逆变器采用外购芯片，公司负责功率模组设计及制造（包括散热等环节），未来计划向多合一产品升级。这一布局契合新能源汽车对高功率密度、高效率电力电子系统的需求，SiC材料相比传统硅基器件可显著降低能耗并提升续航能力。图：环旭电子SiC逆变器业务涉及芯片外购与模组集成

公司核心业务与市场布局环旭电子成立于2003年，是全球D(MS)2（设计、微小化、制造、服务）领导厂商，提供电子产品全生命周期服务。其业务覆盖通讯、计算机、消费电子、工业、车用电子五大领域，销售网络遍布北美、欧洲、日本及中国，生产据点设于中国、台湾和墨西哥。

消费电子领域重点产品公司消费电子业务以SiP模组为核心，涵盖：

智能手机WiFi模组

智能穿戴设备模组

笔记本电脑及车载网络连接模组通过持续拓展新客户与新产品，保持技术迭代能力。

未来投资方向

SiP模组业务：深化技术优势，拓展新客户群体。

汽车电子业务：聚焦Powertrain（动力总成）领域，利用SiC技术提升新能源汽车电驱系统效率，同时布局高竞争力产品以争取更多市场份额。

技术实力与专利储备根据智慧芽TFFI科创力评估，环旭电子在电子核心产业中科创能力等级为A级，拥有1000余件公开专利申请，技术布局集中于电子元件、电性连接、电路板等领域，为SiC逆变器等高端产品开发提供底层支持。

环旭电子通过整合SiC芯片与模组制造能力，结合其在汽车电子领域的战略投入，有望在新能源汽车电力电子市场中占据重要地位。

中国低调的新能源巨头：细分领域全球第二，仅次于华为

阳光电源是中国低调的新能源巨头，在光伏逆变器细分领域位居全球第二，仅次于华为。以下是对阳光电源的详细介绍：

主营业务与地位

阳光电源是一家专注于太阳能、风能、储能、氢能、电动汽车等新能源电源设备的研发、生产、销售和服务的国家重点高新技术企业。其主要产品为光伏逆变器，该产品一端连接光伏，一端连接电网和储能，在光伏产业中处于核心地位，在单个光伏系统中占据8 - 10%的成本，是光伏产业中必不可少的结构件。阳光电源凭借在该领域的优势，成为全球第二大光伏逆变器企业。

发展逻辑

创始人坚持与早期布局：创始人曹仁贤出生在浙江杭州农村家庭，在合肥工业大学毕业后留校任教，一边教学一边研究可再生资源发电。1997年，刚结婚不久的他辞职下海创业，在不足二十平米的房间开启了阳光电源的起点。当时我国新能源行业处于萌芽期，入行风险大但收益也可能丰厚。阳光电源刚开始发展艰难，靠零星项目维持，但曹仁贤坚信新能源发展前景，持续开发光伏和风能逆变器。

行业东风助力：进入新世纪后，我国新能源行业特别是光伏产业迎来高速发展期，阳光电源凭借先发优势，乘着行业发展东风，取得了长足发展。先发优势叠加行业利好，成为其发展壮大的基本逻辑。随着公司迅速发展，创始人曹仁贤身家增多，2021年他以650亿的身家成为安徽首富。

业务拓展情况

电站开发业务：2013年，阳光电源开始涉足电站开发业务，不到十年时间，该业务便成为其第一大收入来源。其开发的电站遍布东南亚、澳洲、南美等地区。然而，电站开发业务成本高、利润低，虽然贡献了不少收入，但阳光电源赚的钱并不多。2019 - 2021年，阳光电源实现营收分别为130.03亿、192.86亿、241.37亿，实现净利润分别为9.12亿、19.76亿、17.04亿，可见随着电站业务壮大，营收增长但净利下降，这也导致其市值下降，从曾超2500亿跌破千亿（截至发稿前为957.67亿元）。

核心业务表现：将阳光电源各业务拎出来看，表现并不差。核心业务光伏逆变器营收增长20.44%，市占率超三分之一；电站开发业务同比增长17.65%，在全球光伏开发商中其开发新建电站位居第一。市值下降并非业务没做好，而是市场认为逆变器和电站开发前景没那么好。

新业务开拓：阳光电源意识到自身业务局限，近两年积极开拓新业务，在储能业务方面耗费了不少物力财力。当前储能业务受到市场看好，且在整个新能源产业链中是很重要的环节，行业前景不错，阳光电源发力储能业务是个不错的战略。

3分钟了解逆变器30年发展

逆变器30年发展历经初创期、低成本领先期、技术引领成本下降期、开辟新领域期四个阶段。具体如下：

1991-2011初创期：先发优势的SMA独占鳌头

1991年德国SMA凭借电力电子技术率先开发首台逆变器，21世纪初欧洲光伏市场繁荣推动其快速发展。2007-2011年，SMA全球市场占有率连续保持30%以上，成为行业绝对领导者。

2011-2014低成本领先期：中国厂商以成本优势崛起

市场扩容与技术扩散背景下，中国企业通过低人力成本与物料价格形成显著优势。2010年阳光电源单位成本仅为SMA的56%，2012-2014年全球市占率从6%跃升至31%。集中式逆变器价格从2011年的0.8美元/W降至2014年的0.25美元/W，降幅达68.75%。

2014-2017技术引领降成本期：科技驱动效率革命

电站收益导向：组串式逆变器兴起，通过提升发电效率降低度电成本。

单瓦成本优化：组串式逆变器向高功率方向发展，进一步摊薄硬件成本。

2017-迄今开辟新领域期：MLPE技术重塑市场格局

美国NEC新规强制要求组件级关断功能，催生两大解决方案：

组串逆变器+功率优化器：通过附加设备实现关断，兼顾成本与安全性。

微型逆变器：直接集成关断功能，提升系统安全性与灵活性。

Enphase、SolarEdge等MLPE厂商快速成长，微型逆变器市场份额显著扩大。

从概念到量产：一款口袋逆变器的实战设计陷阱与进阶之路

《从概念到量产：一款口袋逆变器的实战设计陷阱与进阶之路》记录了高性能“口袋逆变器”从初始设计到可制造性优化的完整开发过程，重点分享了自举驱动电路设计、系统级保护策略、成本与可制造性权衡三个关键阶段的挑战与解决方案。

一、 引言：为何要做“口袋逆变器”？

移动办公与户外活动兴起，市场对便携、高效、可靠的离网电源需求激增。开发目标是打造一款功率密度高、效率优异且足够 robust 的迷你逆变器，但将高性能指标塞进“口袋”尺寸带来了从电路拓扑到生产落地的全方位挑战。

二、 第一版陷阱：自举电路的优化问题发现：首版样机空载和轻载时工作完美，加载至 50%以上额定功率或短路时，MOSFET 异常关断，波形畸变甚至炸管。根源分析：问题出在 H 桥的自举供电电路。传统设计中，自举电容电荷在占空比极大或极小时无法有效补充。该逆变器需兼容宽范围输出电压，某些工作点下高压侧 MOSFET 持续导通时间超过自举电容“续航”能力，导致驱动电压跌落，MOSFET 退出饱和区，导通损耗增加而发热损坏。解决方案思考：

电路级：引入自举电荷泵电路，能在高占空比条件下自动为自举电容补充电荷，确保高压侧驱动电压稳定可靠，但具体实现复杂，未在开发板中使用。

控制级：在软件中加入“自举刷新”机制，在极端工作模式下主动插入极短低侧导通时间窗口，强制为自举电容充电，该方案在开发板上容易实现。

成果：优化后逆变器在全功率范围和各种负载条件下，驱动波形稳定，MOSFET 温升显著降低。三、 第二版陷阱：三级保护体系构建问题发现：实验室样机表现完美，但用户试用时，面对千奇百怪的负载（如感性负载冲击、电机堵转）和误操作（输出短路），故障率飙升。根源分析：仅有基础的软件过流保护远远不够，软件采样、计算、响应需要时间（微秒级），而直通短路电流可能在几微秒内就足以摧毁功率管，缺乏硬件“防火墙”。解决方案：构建“硬件 - 软件 - 监控”三级协同保护体系

第一级：硬件保护（纳秒级响应）：在每个 MOSFET 的源极串联毫欧级采样电阻，搭配硬件比较器（如 TLV3501）。一旦电流超过设定阈值，比较器直接输出信号关闭驱动 IC，实现硬件逐周期过流保护。

第二级：软件保护（微秒级响应）：MCU 的 ADC 持续采样电流电压，一旦发现过流、过压、欠压、过温等故障，软件立即进入保护中断，关闭 PWM 输出，用于处理非瞬态的异常状态。

第三级：独立监控保护（看门狗，毫秒级响应）：增设一颗低成本 MCU 或专用监控芯片作为“监督者”，监视主 MCU 是否“死机”或程序跑飞，一旦发现异常，监督者直接通过硬件复位主 MCU 或关闭驱动。

成果：产品可靠性获得质的飞跃，能从容应对各种恶劣现场工况，用户体验和口碑大幅提升。四、 第三版陷阱：可制造性（DFM）与成本优化问题发现：第二版 BOM 成本高昂，采用双面贴片（SMT）工艺，加工复杂，直通率低，无法规模化生产。根源分析：

器件选型：过于追求个别参数极致，选用许多昂贵、难采购的器件。

PCB 设计：双面贴片对 SMT 工艺要求高，增加加工难度和成本。

供应链：部分核心器件为单一来源，风险极高。

解决方案：

设计优化：改为单面贴片，将所有贴片元件布局在 PCB 同一面，虽略微增大板面积，但降低 SMT 工艺难度和加工费用，提高生产直通率。

器件替代与降级：对每个器件进行价值工程分析，如用满足要求的国产知名品牌 IC 替代进口品牌，用精度更低但足够用的采样电阻，优化散热设计选用更便宜、封装更小的 MOSFET。

供应链优化：对所有器件进行多供应商认证，确保任何单一器件都有至少 2 - 3 家备用货源，增强供应链韧性。

成果：在性能指标几乎不变的前提下，PCB 生产成本下降约 35%，整体 BOM 成本下降超过 20%，产品具备强大市场竞争力。五、 小批量验证与工程样机反馈

完成三轮迭代后进行 50 台小批量试产，发放给种子用户长期测试。反馈结果表明故障率降至可接受水平，收集到的宝贵意见（如接口位置、测试点设计等）用于最终版优化。此过程不仅验证了产品，还验证了生产工艺和供应链的稳定性。

六、 结论与展望一款成功的产品是电路设计、可靠性工程与生产制造完美结合的产物。口袋逆变器开发历程揭示：

仿真与计算是基础，但实战测试才是试金石，尤其是针对边界条件。

可靠性不是功能，而是需要被设计进去的属性，必须建立多层级、协同的保护策略。

工程师必须有成本意识和制造思维，从设计第一天就考虑“好不好做、便不便宜”。

未来将基于此平台，开发更多科研、应用算法和案例。

这家厂商拿下超70亿元SiC订单！美国车企将采用

纬湃科技（Vitesco Technologies）宣布获得超70亿元人民币（10亿欧元）的800V SiC逆变器订单，供应对象为一家美国主要车企，产品将用于缩短电动车充电时间并提升效率与续航里程。

订单核心信息订单规模：超10亿欧元（约72.25亿元人民币），涉及数百万台800V SiC逆变器。客户背景：订单来自一家美国主要车企，具体名称未公开。产品优势：

缩短充电时间：800V高压架构支持更高充电功率，显著减少补能时间。

提升效率与续航：SiC（碳化硅）功率器件的低损耗特性可优化能量转换效率，延长单次充电行驶里程。

生产计划：纬湃科技将于2025年初在北美启动集成功率模块的高压逆变器制造，以就近配套客户需求。Source：拍信网纬湃科技的技术布局与市场竞争力

战略转型与电气化聚焦：

纬湃科技原为大陆集团动力总成部门，2019年独立运营后专注电驱系统，覆盖内燃机电气化、纯电驱动及燃料电池技术。

目标：通过电气化与内燃机优化，到2030年减少50%二氧化碳排放。

SiC技术合作与验证：

2020年6月，与SiC功率半导体龙头ROHM（罗姆半导体）达成战略合作，共同开发动力解决方案。

自合作起，纬湃科技在电动车功率电子中采用SiC组件，验证了其能效提升潜力（如降低开关损耗、提升高温稳定性）。

历史订单积累：

2021年3月：获得现代汽车数亿欧元订单，为11款车型供应800V SiC逆变器。

此次美国车企订单金额更大，印证其在电驱动组件领域的竞争力，并反映800V SiC逆变器加速渗透市场的趋势。

行业趋势：800V SiC逆变器成下一代电动车核心

车企高压化布局：

已上市车型：保时捷Taycan、奥迪Q6 e-tron、现代Ioniq 5、比亚迪e-platform 3.0等。

未来规划：小鹏、通用、奔驰等车企将于2024-2025年发布800V车型，竞争从续航延伸至充电效率。

技术替代逻辑：

800V电气架构需配套耐高压功率器件，SiC凭借高击穿电压、低导通电阻特性，逐步替代传统Si IGBT（硅基绝缘栅双极型晶体管）。

主驱逆变器标配化：SiC功率器件将成为800V平台电动车的主流选择，推动主逆变器性能升级。

市场需求预测：

据TrendForce集邦咨询数据，2025年全球电动车市场对6英寸SiC晶圆需求将达169万片，其中90%以上用于主逆变器。

产业链机遇：SiC衬底、外延片、器件制造等环节将迎来爆发式增长，为相关企业（如ROHM、Wolfspeed、三安光电）提供广阔空间。

战略意义与行业影响对纬湃科技：

巩固其在电驱动组件领域的领先地位，为后续拓展北美市场奠定基础。

通过规模化生产降低SiC逆变器成本，加速技术普及。

对车企：

800V SiC逆变器成为差异化竞争的关键，助力品牌抢占高端电动车市场。

对全球减碳：

高效电驱系统减少能源损耗，推动交通领域低碳转型，符合全球碳中和目标。

总结：纬湃科技此次超70亿元订单不仅是其技术实力的体现，更标志着800V SiC逆变器从高端车型向主流市场渗透的拐点已至。随着车企高压化布局加速，SiC功率半导体将成为电动车产业的核心赛道之一。

十八载峥嵘岁月——谈一谈软件工程师（九）

十八载峥嵘岁月——谈一谈软件工程师（九）

在软件开发的广阔天地中，软件工程师作为技术的践行者与创新的推动者，扮演着至关重要的角色。特别是在嵌入式系统领域，如逆变器等设备的开发中，软件工程师的工作不仅关乎产品的功能实现，更直接影响到产品的性能、稳定性和用户体验。本文将从高校对嵌入式软件工程师的培养、逆变器的软件分工及基本架构，以及软件工程师的技术瓶颈三个方面，深入探讨软件工程师在逆变器开发中的角色与挑战。

一、高校对嵌入式软件工程师的培养

目前，中国高校在电气类、自动化类以及电子信息类专业中，已经广泛普及了ARM的学习和应用。特别是近十年来，ST的ARM在高校中的推广宣传十分到位，许多学生在校期间就已经掌握了ARM的使用方法。而对于DSP的应用，则更多地集中在研究生阶段。国内高校致力于培养电气专业的算法工程师，通过Matlab/Simulink等工具，培养学生对各种电气拓扑的建模和仿真分析能力，并将其转化为对应的DSP芯片代码予以应用。因此，在校硕士生更多接触到的是TI的DSP芯片。嵌入式开发的基础语言是C/C++，对于逆变器而言，更多时候只需要掌握C语言即可。

二、逆变器的软件分工以及基本架构

逆变器的软件代码规模相对较小，因此其软件分工多为功能性分工，一般划分为DSP软件工程师和ARM软件工程师。

DSP软件工程师主要负责应用层的控制算法、整机运行时序逻辑，中间层的操作系统，以及底层的芯片驱动、bootloader的开发设计。ARM软件工程师则主要负责应用层的人机界面时序逻辑、通信接口逻辑，中间层的操作系统，以及底层的芯片驱动、bootloader的开发设计。

常见的逆变器嵌入式芯片应用架构如双DSP+ARM的芯片架构，其中主DSP负责逆变拓扑(DC/AC)、MPPT拓扑(BOOST)的控制算法和整机运行时序逻辑，从DSP负责LLC拓扑(DAB)的控制算法和整机运行时序逻辑，而ARM则主要负责人机界面(LCD)以及通信接口逻辑(RS485, USB, WIFI，CAN等)。

以DSP程序为例，其程序框架包括芯片上电复位成功后指向复位中断，复位中断服务程序执行完毕后跳转到BOOT ROM执行初始化，BOOT ROM执行末段根据所选择的模式引导到对应的位置，如引导到FLASH入口则先执行BOOT LOADER，BOOT LOADER执行跳转到APP，进入APP main函数。其中，BootLoader主要实现程序的APP引导以及IAP功能(在应用升级)，APP则是程序运行的主体。底层/驱动层由与芯片密切相关的API库组成，操作系统是中间层，主要负责任务与中断的调度、内存管理、事件管理等，保证系统的时序运行。任务和中断分别是程序状态逻辑执行的主体和程序处理异步事件或执行高度实时控制的主体。

三、软件工程师的技术瓶颈

尽管软件工程师在逆变器开发中扮演着核心角色，但他们也面临着一些技术瓶颈。

对硬件不熟悉

软件工程师对硬件的理解可能仅停留在simulink中的仿真模型上，对实际的硬件电路了解不够清楚。这往往导致在出现测试BUG时，软件人员无法界定BUG究竟是应该修改软件还是硬件。因此，软件工程师需要增强对硬件的了解，至少能看懂一些简单的电路原理图、器件规格书，甚至对磁性器件的工作原理也要有所涉猎。

动手能力较弱

软件工程师虽然不需要具备拆焊贴片DSP/MCU芯片等高难度动作的能力，但至少要具备基础的电烙铁使用技能，以及对PCBA有基本认识，懂得在PCBA上快速地找到所需要调试观测的信号。此外，示波器的使用也是一个必备的技能，软件工程师应该学会用触发模式抓取瞬态的波形。

不熟悉产品开发流程

软件工程师需要熟悉基础的IPD开发流程，从需求到概念、到概要设计、到详细设计、到数字样机、工程样机，每个阶段软件需要产出哪些设计文档，软件工程师需要熟知并严格执行。同时，软件工程师也需要对BOM（物料清单）有所了解，它是指导采购生产制造产品的重要设计文件。

产品意识相对薄弱

软件工程师平常更多关注的是整机的功能、性能、用户体验，但对产品的功耗、体积、成本关注较少。因此，软件工程师需要站在一个系统的角度去看待产品的开发，例如通过采用新的算法或调制方式来降低功率回路的功耗、降低磁性器件的体积，进而降低产品的成本。

总结

在电源行业中，软件工程师往往难以成长为系统工程师或研发总监，而硬件工程师则更容易在职业生涯中取得晋升。这可能与软件工程师过于专注于算法、逻辑、时序等细节，而缺乏对整个系统和产品的全面了解有关。因此，软件工程师需要拓宽视野，增强对硬件和产品开发流程的了解，以及提升产品意识，才能走出更广阔的天地。

渗透率不足5%！微型逆变器发展前景如何？

尽管当前微型逆变器全球渗透率不足5%，但在政策支持、技术革新及市场需求增长等因素推动下，其发展前景广阔，预计2025年市场规模将超800亿元，欧美为主要市场，国内市场潜力待释放。

一、市场规模与增长潜力全球市场快速增长：2021年微型逆变器全球渗透率为4.60%，主要集中于海外市场。据未来智库测算，2025年全球微型逆变器市场规模将达864亿元，五年复合增长率（CAGR）为80%，需求量预计达86.4GW。国内市场潜力待释放：目前国内分布式光伏以工商业应用为主，户用光伏处于萌芽阶段。但政策推动（如“十四五”规划、整县推进试点）及农村电网升级需求，将带动国内微型逆变器市场增长。预计2025年欧美仍为主要市场，但国内市场有望迎来新增长。二、政策与市场驱动因素政策支持：

国家出台多项政策支持分布式光伏发展，如“十四五”规划提出推动屋顶光伏、农光互补等场景，提升乡村绿色供电能力。

2023年国家能源局发布方案，鼓励地方政府支持农民利用自有屋顶建设户用光伏，整县推进试点已覆盖676个县，备案容量达4623万千瓦。

多地政府推出户用光伏补贴政策（如深圳BIPV补贴），降低用户初始投资成本，缩短回收期至约5年。

市场需求增长：

户用光伏新增装机量持续攀升：2021年户用光伏新增装机超2000万千瓦，2022年达2525万千瓦，占全部光伏新增装机的29%。

新能源车下乡趋势：2022年我国新能源汽车渗透率达25.6%，未来三线及以下城市市场潜力巨大。家庭光伏系统与电动汽车充电结合，形成“光伏+储能+电动汽车”新模式，为微型逆变器提供新增长空间。

三、技术革新与成本优化技术优势：

安全性高：微型逆变器采用组件级电力电子技术，最大输入电压仅60V，远低于集中式/组串式逆变器的1000V直流高压，降低电站安全隐患。

运行效率高：可精细化调节每块光伏组件的输出功率，在部分阴影遮挡或组件故障时提升系统整体效率。

智能化功能：部分企业推出带储能功能的微型逆变器，实现调峰和系统稳定性提升；智能化产品支持远程监控和控制，满足个性化需求。

成本下降空间：

当前微型逆变器单价约1.21元/W，高于集中式（0.20元/W）和组串式（0.35元/W），但有望通过技术迭代和规模化生产降低成本。

行业预测，微型逆变器每瓦装机成本降至0.7元/W以下时，将加速全面落地。

四、产业链协同与商业模式创新上游企业布局：

电感器与变压器企业（如铭普光磁、顺络电子）加速微型逆变器市场布局，磁性器件出货量快速增长（如顺络电子主变压器月出货量达200万套）。

线材等配套产业需适应微型逆变器功率跨度大的特点，提升方案配合能力和工艺水平（如焊锡效率需从4-7秒提升至1-2秒）。

商业模式转型：

传统B2B模式（向分布式光伏电站供货）逐渐向B2C模式转变，企业直接面向家庭用户提供产品和服务，满足个性化需求。

“光伏+储能+电动汽车”生态圈形成，家庭光伏系统与电动汽车充电结合，拓展微型逆变器应用场景。

五、挑战与应对策略挑战：

成本较高：初始投资成本（设备+施工）制约户用光伏经济性，融资渠道不畅、利率偏高问题突出。

技术标准不统一：国内微型逆变器起步晚，产品方案尚未形成标准，对上游供应商配合能力要求高。

运维需求提升：农村电网架构薄弱，分布式新能源接入和消纳能力有限，需提升组件级运维能力。

应对策略：

提升经济性：通过政策补贴、技术降本（如降低微型逆变器单价）缩短投资回收期，提高户用光伏收益率。

强化安全性：推广组件级监控和调节技术，降低直流高压风险，简化安装调试流程。

满足运维需求：开发适应农村电网的微型逆变器产品，提升充电功率（如满足新能源车2kW+充电需求）。

六、未来展望

微型逆变器市场正处于快速发展阶段，政策支持、技术革新和市场需求增长为其提供强劲动力。尽管面临成本、技术和品质等挑战，但通过产业链协同创新、商业模式转型和标准化建设，微型逆变器有望在户用光伏、新能源车充电等领域实现广泛应用，成为分布式能源领域的关键设备。

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