优化太阳能体系功率和牢靠性的一种较新办法是运用衔接至每个独自太阳能板的微型逆变器。为每个太阳能板都装置其自己的微型逆变器，让体系可以习惯其改动的负载和空气环境，然后为单个太阳能板和整个体系供给最佳的转化功率。微型逆变器构架还完成了更简略的布线，然后完成更低的装置本钱。经过进步用户太阳能体系的功率可缩短体系的初始技能投入报答时刻。
图1：传统的电源转化器构架包含一个太阳能逆变器，其从一个PV阵列接纳低DC输出电压，然后发生AC线压。
电源逆变器是太阳能发电体系中要害的电子组件。在一些商业运用中，这些组件衔接光伏（PV）板、存储电荷的电池以及局域配电体系或公共电网。图1显现的是一款典型的太阳能逆变器，它从PV阵列DC输出取得十分低的电压，然后将其转化成DC电池电压、AC线压和配电网电压的某种组合。
在一个典型的太阳能收集体系中，多块太阳能板以并联办法衔接到一个单逆变器，该逆变器将多个PV单元的可变DC输出转化成一种清洁的正弦曲线50Hz或60Hz电压源。
别的，应该留意的是，图1中微型操控器（MCU）模块、TMS320C2000或MSP430微型操控器一般包含脉宽调制（PWM）模块和A/D转化器等要害片上外围器材。
首要规划方针是最大化转化功率。这是一个杂乱、重复的进程，触及了算法（最大功率点追寻算法，MPPT）以及履行这些算法的实时操控器。
电源转化最大化
不运用MPPT算法的逆变器仅仅将模块直接衔接到电池，强制它们在电池电压下作业。简直无一例外，电池电压并非是收集最大化可用太阳能的抱负值。
图2：比较非MPPT体系的53W，最大功率点追寻（MPPT）算法完成了75W PV输出。
图2比较非MPPT体系的53W，最大功率点追寻（MPPT）算法完成了75W PV输出。
图2描绘了一个典型75W模块和25°C电池温度的传统电流/电压特性。虚线代表电压（PV伏特）与功率（PV瓦特）的联系。实线表明电压与电流（PV安培）的联系。正如图2所示，12V条件下，输出功率约为53W。换句话说，强制PV模块在12V下作业后，功率被限定在约53W。
施行MPPT算法后，状况大为不同。本例中，模块到达最大功率时的电压为17V。因而，MPPT算法的作用是让模块作业在17V电压下，然后取得满75W功率，其与电池电压无关。
高效DC/DC电源转化器将操控器输入端的17V模块电压转化为输出端的电池电压。因为DC/DC转化器将17V电压逐渐降至12V，因而本例中MPPT体系的电池充电电流为：
（VMODULE/VBATTERY）×IMODULE或（17V/12V）×4.45A = 6.30A。
假定DC/DC转化器为100% 转化功率，则1.85A充电电流添加，也即可到达42%。
虽然本例假定逆变器正处理来自一个单太阳能板的能量，但传统体系一般具有许多衔接至一个单逆变器的太阳能板。这种拓扑结构在具有许多长处的一起也存在一些缺乏，详细状况取决于运用。
MPPT算法
MPPT算法首要有三种：扰动观察法、电导增量法和安稳电压法。前两种办法一般被称作“爬山”法，因为它们运用这样一个现实：MPP左边曲线不断上升（dP/dV》0）而MPP右侧曲线不断下降（dP/dV《0）。
扰动观察法（P&O）最为常见。该算法以特定方向对作业电压进行微扰，然后对dP/dV进行采样。假如dP/dV为正，则算法知道其朝MPP方向调理了电压。然后，持续以该方向调理电压，直到dP/dV为负。
P&O算法很简单施行，但有时它们会导致安稳状况运转的MPP周围呈现振动。别的，在快速改动的空气条件下，它们的呼应时刻较长，乃至会在过错的方向追寻。
电导增量（INC）法运用PV阵列的增量电导dI/dV来核算dP/dV的符号。比较P&O，INC快速追寻改动的光照条件愈加精确。可是，与P&O相同，它会发生振动，并会在快速改动的空气条件影响下变得紊乱不清。另一个缺陷是，其高杂乱性添加了核算时刻，并下降了采样频率。
第三种办法是安稳电压法，其运用这样一个现实：一般来说，VMPP/VOC的比约等于0.76。这种办法所呈现的问题在于它要求马上设置PV阵列电流为0来丈量阵列的开路电压。这样，阵列的作业电压便被设置为这一丈量值的76%。可是，在这期间，阵列被断开，糟蹋掉了有用动力。一起还发现，76%开电路电压是一个十分挨近值的一起，它却并非总是与MPP共同。
因为没有一个可以成功地满意一切常用情形要求的MPPT算法，因而许多规划人员都会走一些弯路，它们对体系进行环境条件评价然后挑选最佳的算法。实际上，有许多MPPT算法可以用，而且太阳能板厂商供给其自己的算法也很常见。
关于一些廉价的操控器来说，履行MPPT算法会是一项难以完成的使命。因为，除MCU的正常操控功用以外，算法还要求这些操控器具有高性能的核算才能。先进的32位实时微操控器（例如：TI C2000平台中的一些微操控器）就适用于很多太阳能运用。 电源逆变器
运用单个逆变器具有许多长处，其中最杰出的是简洁性和低本钱。运用MPPT算法和其他技能可进步单逆变器体系的功率，但仅仅在必定程度上。单逆变器拓扑的下降趋势显着，但详细取决于运用。人们最为关怀的是牢靠性问题：假如一个逆变器毛病，便会丢失一切太阳板发生的能量，直到修正或许替换该逆变器停止。
即便在它完美运转时，单逆变器拓扑结构也会对体系功率发生负面影响。在大多数状况下，每个太阳能板都有不同的到达最大功率操控要求。决议各太阳能板功率的一些要素包含其组件PV单元的制作差异、环境温度差异以及阳光暗影和方向带来的不同程度光照（从太阳接纳的原始能量）。
经过为每个独自太阳能板都装置一个微型逆变器而不是整个体系运用一个单逆变器可以进一步进步全体体系转化功率。微型逆变器拓扑的首要优点是，即便在一个逆变器毛病的状况下能量也会不断得到转化。
微型逆变器办法的其他一些优点包含，可以运用高精度PWM对每块太阳能板的转化参数进行调理。因为云、暗影和遮挡都会改动单个太阳能板的输出，因而为每块太阳能板装置微型逆变器让体系可以习惯不断改动的负载。这样做可以为单个太阳能板以及整个体系供给最佳的转化功率。
微型逆变器构架要求一种专用MCU，以使每块太阳能板都能办理能量转化。可是，这些额定的MCU也可用于进步体系和太阳能板监控才能。例如，大型太阳能板发电厂获益于太阳能板间通讯，其有助于坚持负载平衡，并让体系办理员可以提早规划可以取得的太阳能巨细——以及应该采纳的办法。可是，要运用体系监控的这些优点，MCU有必要集成片上通讯外围器材（CAN、SPI、UART等等），以简化同太阳能阵列中其他微型逆变器之间的衔接。
许多运用中，运用微型逆变器拓扑可极大地进步总体系功率。在太阳能板层面，有望取得30%的功率进步。但因为运用不同很大，因而“均匀”体系级提高百分比没有多大含义。
运用剖析
在评价某个运用的微型逆变器值时，应考虑拓扑结构的数个方面。
在一些小型装置中，太阳能板或许会承受简直相同的光照、温度和暗影条件。这样，微型逆变器或许就只具有很小的功率优势。
让太阳能板作业在不同电压下来最大化每块太阳能板的功率要求经过DC/DC转化器将每个输出电压都规范化为蓄电池电压。为了最小化制作本钱，DC/DC转化器和逆变器会集成到一个单模块中。用于本地线路电源或进入配电网的DC/AC转化器也会成为该模块的组成部分。
太阳能板有必要彼此通讯，其添加了布线和杂乱性。这是创立一个一起包含逆变器、DC/DC转化器和太阳能板的模块的另一个争议之处。
每个逆变器的MCU功用都依然有必要满意的强壮，以运转多个MPPT算法来习惯不同的作业条件。
具有多个MCU会添加总体系资料清单本钱。
只需考虑构架改动，本钱便是一个问题。要到达体系本钱方针，为每块太阳能板装置一个操控器就意味着芯片有必要具有有竞争力的本钱，具有相对较小的尺度，而且依然可以一起处理一切的操控、通讯和核算使命。
集成正混片上操控外围器材以及高度模仿集成是坚持体系低本钱的根本要素。高性能进行算法也很要害，这些算法是针对履行优化转化、体系监控和存储进程每个过程的功率优化而开发的。
经过挑选一种可以满意大多数总体系要求的MCU，可以下降运用多MCU的高本钱。除微型逆变器本身的一些需求以外，这些要求还包含AC/DC转化、DC/DC转化以及太阳能板之间的通讯。
MCU特性
细心研讨这些高档要求是确认需求什么功用的MCU的最佳办法。例如，太阳能板并联时需求负载平衡操控。MCU有必要可以探测到负载电流，然后经过封闭输出MOSFET来升高或许下降输出电压。这需求一种快速片上ADC来对电压和电流采样。
不存在微型逆变器的“饼干模”（通用）规划。这也便是说，规划人员有必要发挥聪明才智，创新地找出一些新的技巧和办法，特别是在太阳能板间和体系间通讯方面。所选MCU应该支撑各种协议，包含一些特别协议，例如：电力线通讯（PLC）和操控器局域网（CAN）等。
