当前全球阳台储能市场正处于爆发性增长阶段，用户需求也由单一光伏并网，逐步向发电、储能、备电及分时电价管理等复合功能延伸。

如何在一套硬件平台中完成光伏、电池与交流端口之间的双向能量调度，同时兼顾转换效率、并离网控制和产品开发周期，成为户用微储方案落地的关键。

广芯微近期推出了一款1kW双向四模户用微储参考开发平台。该方案以UM32G421、UM3242F两颗高性能MCU组成实时控制底座，搭配前级双向FSBB升降压电路和后级单级隔离DAB微逆/整流电路，可实现光伏并网、光伏充电、电池离网供电和交流充电四种工作模式。

广芯微1kW双向四模户用微储参考开发平台

广芯微1kW双向四模户用微储参考开发平台采用单板集成设计，将光伏及电池侧双向升降压、直流母线、DAB隔离变换、并离网逆变、交流整流、EMI滤波和双芯控制系统集中在同一块PCB上。

开发板底部依次设有一组PV接口和电池正负极接口，分别用于接入光伏组件与低压储能电池。

左侧集中布置多颗63V、3300μF电解电容，组成低压直流侧的储能及滤波单元。该电容组主要用于稳定PV、电池与功率变换电路之间的直流电压，吸收双向变换过程中产生的电流纹波，并在负载突变或模式切换时提供瞬态能量支撑。

开发板左上方布置有大尺寸圆形灌封磁性组件，并通过粗规格绕组与周边电路连接。

开发板中央上方安装有一块双芯控制小板，控制板通过排针与主功率板连接。

将这块双芯控制小板单独拆下来。

UM32G421与UM3242F均部署在该控制区域内，其中UM32G421主要负责前级FSBB的PWM生成、MPPT、CC/CV充电控制和快速过流保护；UM3242F则负责后级DAB谐振控制、并网同步、离网稳压、交流整流、四模状态机以及DC侧智能功率路由。

两颗MCU通过高速通信链路同步PV、电池、直流母线和交流侧的功率状态。

其中，UM32G421采用ARM Cortex-M4F内核，主频204MHz，集成高精度PWM、高速SAR ADC及硬件坐标旋转运算协处理器，主要负责前级1kW双向FSBB实时控制，包括PWM生成、MPPT追踪、电池CC/CV充电闭环以及响应时间小于500ns的HOCP硬件过流保护。

UM3242F同样采用ARM Cortex-M4F内核，主频达到288MHz，并集成单精度FPU和硬件DSP加速指令，主要承担后级单级隔离DAB控制及整机算法处理，包括EPS扩展移相调制、并网同步与PQ控制、离网稳压、AC整流、LVRT/HVRT高低压穿越、孤岛检测，以及四模切换状态机和DC侧智能功率路由调度。

中央下方的大尺寸磁性器件及其周围功率电路，同样属于主功率变换链路，用于配合前后级完成电流调节和能量传输。

开发板右上方设有AC 交流输入端子，用于离网输出到交流负载，周围布置共模电感、安规电容及浪涌抑制器件，组成交流输入侧的EMI滤波和保护网络，用于抑制高频开关产生的传导干扰，并提高交流端口对电网浪涌和瞬态干扰的耐受能力。

开发板右下方设有Grid 接线端子，用于并网输出。端子上方设置共模电感、安规电容、继电器、变压器等器件，对并网电流和离网输出中的高频噪声进行抑制。

开发板背面主要布置前后级功率开关、驱动及采样电路。其中，左侧靠近PV、BAT接口的器件对应前级双向FSBB功率级，右侧集中排列的大封装功率器件则用于后级DAB变换。

板面采用大面积铜箔、开窗加锡及较短功率回路设计，以降低大电流传输损耗和寄生参数，同时提升散热能力；局部开槽及电气间距则用于加强低压直流侧与交流高压侧之间的绝缘。

四种工作模式覆盖光储充备电场景

该平台在同一套功率硬件上支持四种基础工作模式，分别是光伏并网、光伏充电、电池离网、AC充电四种模式。

其中，光伏并网、光伏充电和电池离网供电均为单级能量路径，峰值效率集中在96%至98%。AC交流充电需要先经过DAB反向整流，再由FSBB完成电池充电，因此是四种模式中唯一的两级路径，峰值效率约为92.4%。

不同模式的效率差异与功率级数量相对应。能量路径越短，参与变换的开关器件和磁性元件越少，累计损耗也相对更低。

四种工作模式实测效率介绍

广芯微也对该平台的光伏并网、电池离网供电、光伏充电及电网充电四种基础能量路径进行了效率和电能质量测试。

实测结果显示，不同模式的效率表现与能量转换级数基本一致，其中三条单级路径的峰值效率达到96%至98%，电网充电由于需要依次经过DAB整流和FSBB充电两级变换，峰值效率约为92.4%。

光伏并网效率实测

在光伏并网模式下，分别测试了30V、36V、40V、45V和50V输入电压。45V输入、450W输出时测得峰值效率96.87%；在40V至50V典型MPPT电压范围内，输出功率达到300W后，整体效率基本维持在96%左右。

同时随着输入电压降低，受24A最大输入电流限制，系统可输出功率相应下降。并网电流ITHD在多数测试点低于5%，其中50V和45V输入、1000W满载时分别为1.8%和1.35%。

电池离网供电模式效率实测

电池离网供电模式采用纯阻性负载测试。在50V输入、500W输出时，平台峰值效率达到97.1%；45V输入、500W输出时效率为97.03%。在较高输入电压下，平台可持续输出1000W，50V输入满载效率为95.6%。

同时各测试点输出电压UTHD均低于2%，其中50V输入、800W输出时最低为0.57%，表明平台在离网状态下能够保持较好的正弦波输出质量。

光伏充电模式实测

光伏充电采用前级FSBB单级变换，最大充电电流为12A。

在PV和电池电压均为40V的工况下，350W充电功率对应峰值效率98.18%，200W至480W区间的效率均超过98%。当PV与电池之间存在较大压差时，转换损耗有所增加，但多数中高功率测试点仍维持在96%以上。

AC 充电模式实测

电网充电需要先由DAB将交流电反向整流至直流母线，再经FSBB向电池充电，因此属于两级能量路径。

实测覆盖28V、36V和45V三种电池电压，峰值效率为92.41%；在250W至450W充电功率范围内，36V和45V电池工况的效率基本维持在92%左右。

测试中电池端测得最大电流纹波约为2.6A。

充电头网总结

广芯微1kW双向四模户用微储参考开发平台，将前级双向FSBB、后级单级隔离DAB以及双芯实时控制系统整合在同一架构中，实现光伏并网、光伏充电、电池离网供电和交流充电四种工作模式，并进一步支持“存余补缺”的DC侧智能功率路由。

从实测表现来看，平台三条单级能量路径峰值效率达到96%至98%，同时兼顾并网电能质量、离网输出、低待机功耗和多重安全保护。UM32G421与UM3241F分工处理前级功率控制、DAB算法及系统调度，也为四模切换和快速功率响应提供了基础。

对于OEM/ODM客户而言，这套方案的价值不仅在于提供功率硬件，更在于将芯片、算法、磁件及参考设计一并打包，降低户用微储产品的开发门槛，缩短从方案验证到整机落地的周期。