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引领光伏新潮流，航顺 HK32F103A 赋能绿色未来
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作者：
航顺芯片
来源
航顺芯片
2025年07月08日
一、市场规模与增长
随着全球对清洁能源的重视以及能源转型的加速，光伏市场规模呈现出快速增长的趋势。据相关数据显示，2024 年全球光伏市场新增装机容量达到了约260GW，同比增长 30% 左右，且预计未来几年仍将保持较高的增长率。中国作为全球最大的光伏市场，其光伏产业在政策支持、技术进步以及市场需求的多重驱动下，发展势头尤为迅猛。2024 年中国光伏新增装机容量超过100GW，占全球市场的重要份额，并且随着分布式光伏、光伏电站等项目的不断推进，对光伏系统的核心部件，如光伏逆变器等产品的需求也在持续攀升，为相关的芯片及解决方案市场带来了广阔的发展空间。
二、市场应用
（1）光伏电站：大型集中式光伏电站通常建设在光照资源丰富的地区，通过大规模的光伏组件阵列将太阳能转化为电能，再经过逆变器并入电网进行传输和分配。航顺HK32F103A 可应用于光伏电站的逆变器控制、最大功率点跟踪（MPPT）等关键环节，确保光伏电站的高效、稳定发电，提高发电效率和电能质量，降低发电成本，增强其在能源市场中的竞争力。
（2）分布式光伏发电系统：分布式光伏发电系统广泛应用于工业厂房、商业建筑、居民住宅等场所的屋顶，实现就近发电、就地消纳，余电上网。在分布式光伏系统中，航顺HK32F103A 可用于微型逆变器、智能光伏控制器等设备，实现对光伏组件的精细化管理和控制，提高系统在不同光照条件下的发电性能，并保障分布式光伏系统与电网的可靠连接和稳定运行，满足用户对清洁能源的自用需求以及余电上网的经济效益。
（3）光伏储能系统：随着光伏产业的发展以及对能源存储的需求增加，光伏储能系统应运而生。在光伏储能系统中，航顺HK32F103A 可用于储能逆变器、电池管理系统（BMS）等核心部件，实现对储能电池的充放电控制、能量管理和安全监测等功能，提高光伏储能系统的效率和可靠性，解决光伏发电的间歇性和不稳定性问题，实现能源的稳定供应和高效利用，为构建更加稳定可靠的能源系统提供支持。
三、方案概述
航顺HK32F103A 是基于 ARM Cortex-M3 内核的高性能、低功耗微控制器，其在光伏解决方案中具有卓越的表现。该芯片主频高达 120MHz，内置 12 位 ADC，具备丰富的外设接口和大容量的存储资源，能够满足光伏系统中复杂的控制和数据处理需求。通过其高性能的计算能力和高精度的信号采集功能，可以实现对光伏系统的精确控制和实时监测，例如在光伏逆变器中，利用其快速的运算能力进行 MPPT 算法控制，实时跟踪光伏组件的最大功率点，提高发电效率；同时，利用其 ADC 功能对电网电压、电流等参数进行实时采样，实现并网控制和电能质量监测等功能，确保光伏系统与电网的稳定连接和高效运行。
关键功能说明：
（1）能量转换链路：
光伏直流电→ DC-DC变换（升压/降压）→ 直流母线 → DC-AC逆变 → 交流并网
（2）控制信号流：
微控制器通过PWM动态调节DC-DC的占空比实现MPPT算法
微控制器生成SPWM波形控制逆变桥实现DC-AC转换和并网同步
（3）监测与交互：
电流/电压传感器实时采集直流母线参数反馈至MCU
人机界面实现运行参数显示和人工控制
通信模块支持远程监控和能量管理
（4）核心特点：
双闭环控制：MCU同时管理MPPT跟踪效率和逆变并网质量
实时保护：通过传感器数据实现过压/欠压/孤岛效应保护
可扩展架构：DC-Link设计允许未来增加储能电池接口
四、方案核心优势
（1）高性能处理能力：120MHz 的主频搭配 Cortex-M3 内核，为处理复杂的光伏控制算法提供了强大的算力支持，能够快速实时地进行 MPPT 计算、并网逆变控制等复杂操作，确保光伏系统始终保持在最佳运行状态，提高发电效率和电能质量。
（2）高精度数据采集与控制：内置的12 位 ADC 具有较高的采样精度和速度，可以精确地采集光伏系统中的各种模拟信号，如光伏组件的电压、电流，以及电网的电压、电流等参数，为系统的精确控制和监测提供准确的数据支持。同时，结合其高精度的定时器和 PWM 模块，能够实现对逆变器等设备的精确控制，提高系统的控制精度和稳定性。
（3）丰富的外设接口与扩展性：拥有多种通信接口，如UART、SPI、I2C 等，以及大容量的 Flash 和 SRAM，方便与其他设备进行通信和数据交互，并能够满足光伏系统中不同功能模块的扩展需求，如接入传感器、通信模块、显示模块等，实现系统的智能化和网络化升级，便于构建更加完善的光伏监控和管理系统。
（4）高可靠性与稳定性：具备多种保护机制，如过压保护、过流保护、短路保护等，能够有效防止系统在运行过程中受到外部异常情况的损坏，提高系统的可靠性和稳定性。此外，其工作温度范围宽，可在较恶劣的环境条件下稳定工作，适应户外光伏系统的复杂环境要求，确保光伏系统在不同气候条件下的长期稳定运行。
（5）成本优势：作为国产芯片，航顺HK32F103A 在价格上具有一定的竞争力，能够降低光伏系统的整体成本，提高产品的性价比。同时，其高性能和高集成度的特点也有助于减少外部元件的使用数量，进一步优化系统设计，降低系统的硬件成本和开发成本，为光伏产业的发展提供更具经济性的解决方案。
产品系统框图
实物图
航顺HK32F103A系列MCU主要规格
- ARM® Cortex®-M3 内核
- 最高时钟频率：120 MHz
- 24 位 System Tick 定时器
- 支持CPU Event 信号输入至 MCU 引脚，实现与板级其它 Soc CPU 的联动。
- 工作电压范围
- 双电源域：
-主电源 VDD 为 2.0 V ~ 3.6 V
-备份电源 VBAT为 1.8 V ~ 3.6 V
- 当主电源掉电时，RTC 可继续工作在 VBAT 电源下。
- VBAT 电源域提供 84 byte 备份寄存器。
- 工作温度范围：-40°C ~ +105°C
- VDD 典型工作电流
- 运行（Run）模式：19.3 mA@120MHz@3.3V
- 睡眠（Sleep）模式：5.6mA@120MHz@3.3V（唤醒时间：1 个机器时钟周期）
- 停机（Stop）模式
- LDO 低功耗模式：89.4 μA@3.3V（唤醒时间：10µs）
- LDO 全速工作模式：303 μA@3.3V
- 待机（Standby）模式：3.3 μA@3.3V（唤醒时间：150µs）
- VBAT 典型工作电流（VDD掉电）
- VBAT RTC 开启模式：2.6 μA@3.3V
- VBAT RTC 关闭模式：2.1 μA@3.3V
- 存储器
- 最高512 Kbyte 的 Flash 存储器
- 当 CPU 主频不高于 24 MHz 时，支持 0 等待总线周期。
- 具有代码安全保护功能，可分别设置读保护和写保护。
- 64Kbyte 片内 SRAM
- FSMC 模块可外挂 1 Gbyte NOR/PSRAM/NAND/PC Card 存储器（其中，256 Mbyte 的空间可以存放指令，可用于片内 Cache 缓存）
- 数据安全
- CRC32 校验硬件单元
- 时钟
- 外部高速时钟（HSE）：支持 4 ~ 32 MHz，典型 8 MHz
- 外部低速时钟（LSE）：32.768 kHz
- 片内高速时钟（HSI）：8 MHz/28 MHz/56 MHz 可配置
- 片内低速时钟（LSI）：40 kHz
- PLL 输出时钟：120MHz（最大值）
- GPIO 外部输入时钟：1 ~ 64 MHz
- 复位
- 外部管脚复位
- 电源复位（POR/PDR）
- 软件复位
- 看门狗（IWDG 和 WWDG）复位
- 低功耗管理复位
- 可编程电压检测器（PVD）
- 8 级检测电压门限可调
- 上升沿和下降沿检测可配置
- 通用输入输出端口（GPIO）
- 64 脚封装提供 51 个 GPIO 引脚，100 脚封装提供 80 个 GPIO 引脚
- 所有GPIO 引脚可配置为外部中断输入
- 内置可开关的上、下拉电阻
- 支持开漏（Open-Drain）输出
- 支持施密特（Schmitt）迟滞输入
- 输出驱动能力超高、高、中、低四档可选
- 数据通讯接口
- 5 路 USART/UART（USART1/2/3，UART4/5）
- 3 路 SPI（SPI2/3 支持 I2S 协议）
- 2 路 I2C
- 1 路 SDIO
- 1 路 CAN 2.0 A/2.0B
- 1 路全速 USB2.0
- 定时器及PWM 发生器
- 高级定时器：TIM1/TIM8（带死区互补 PWM 输出）
- 通用定时器：TIM2/TIM3/TIM4/TIM5
- 基本定时器：TIM6/TIM7（支持 CPU 中断、DMA 请求和 DAC 转换触发）
- 片内模拟电路
- 3 个 12 位 1 MSPS ADC（支持最多 16 路外部模拟输入通道同时使用；其中 2 路弱驱动信号输入通道和 1 路 5 V 高压信号输入通道）；支持双 ADC 模式，采样率最高 2 MSPS。
- 2 个 12 位 DAC
- 1 个温度传感器
- 1 个 0.8 V 内部参考电压源
- 1 个 VBAT 电源电阻分压器（分压器输出在片内与 ADC 相连，实现 VBAT电源电压监控）
- DMA 控制器
- 2 个独立 DMA：DMA1 和 DMA2
- DMA1 提供 7 路通道
- DMA2 提供 5 路通道
- 支持Timer、ADC、SPI、I2C、USART、UART 等多种外设触发
- CPU 调试及跟踪接口
- SW-DP 两线调试端口
- JTAG 五线调试端口
- ARM DWT、FPB、ITM、TPIU 调试追踪模块
- 单线异步跟踪数据输出接口（TRACESWO）
- 四线同步跟踪数据输出接口（TRACEDO[3:0]、TRACECKO）
- 自定义DBGMCU 调试控制器（低功耗模式仿真控制、调试外设时钟控制、调试及跟踪接口分配）
- RTC 时钟计数器，配合软件记录年月日时分秒
- ID 标识
- 每颗芯片提供一个唯一的96 位 ID 标识
- 可靠性
- 通过HBM2000V/CDM500V/MM200V/LU200mA 等级测试
欢迎选购航顺HK32MCU家族产品，我们将每天推送一篇选型指南，助力您更好地了解和选择适合的HK32MCU。访问我们的官网https://www.hsxp-hk.com/，您可以轻松快速选型的相关高质价廉的配备MCU。航顺 HK32MCU 秉承 “通用，专用” 特色化理念，一切以产品竞争力为核心，一切以客户为中心，持续打造航顺 HK32MCU 生态闭环，使客户愿意用、好用、持续用航顺HK32MCU。
航顺芯片的主要产品阵列包括基于 ARM Cortex-M0、M3、M4以及 RISC-V 等内核的二十九大家族 300 余款工业 / 商业 / 车规级、通用 / 专用 / 定制化 32 位 MCU，以下是部分具体产品家族：
HK32F005家族（全球最小面积1mm²32位MCU颠覆资深前辈TI的不严谨）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高48MHz。
存储容量：最大Flash为32KB，最大SRAM为4KB。
细分市场：适用适用于多种应用场景，如智能家居、消费电子、可穿戴设备等。
HK32L010家族（低功耗怪兽，高性价比，高稳定性，堪称MCU界一骑绝尘）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高48MHz。
存储容量：最大Flash为64KB，最大SRAM为4KB。
细分市场：适用于简易穿戴设备、环境监测传感器终端等超低功耗场景。
HK32F407/405/417/415家族（凭借工艺创新，性能卓越，堪称工业控制与智能应用领域的性能怪兽）
内核及主频：基于ARM Cotex-M4F内核，主频高达168MHz。
存储容量：最大Flash为1MB，最大SRAM为256KB。
细分市场：适用于工业自动化、高端医疗器械、工业控制、电力设备、储能、光伏逆变器、充电枪、电池管理BMS、屏显、门禁对讲、炒菜机、扫地机、洗地机、打印机、舞台灯光等场景。
HK32F103A家族（凭借120MHz主频高性能，高精度，堪称MCU界的性价比之王，赋能万物互联时代）
内核及主频：基于ARM Cotex-M3内核，主频最高120MHz。
存储容量：最大Flash为512KB，最大SRAM为97KB。
细分市场：适用于工业自动化、高端医疗器械、工业控制、电力设备、储能、光伏逆变器、充电枪、电池管理BMS、屏显、门禁对讲、炒菜机、扫地机、洗地机、打印机、舞台灯光等场景。
HK32F04AA/030A家族（性能怪兽，外设资源丰富与高性价比，堪称MCU界的全能选手）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高96MHz。
存储容量：最大Flash为128KB，最大SRAM为10KB。
细分市场：适用于物联网、智慧家庭、工业、医疗、家电等领域。
HK32C030家族（凭借高性能内核、丰富外设资源与高性价比，打造MCU 新标杆）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高64MHz。
存储容量：最大Flash为64KB，最大SRAM为10KB。
细分市场：适用于消费类电子，如咖啡机、智能锁、LED控制及调光等。
HK32F0301MC家族（性能怪兽，外设丰富，堪称性价比传奇）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高48MHz。
存储容量：最大Flash为16KB，最大SRAM为2KB。
细分市场：适用于多种应用场景，如智能家居、工业控制、消费电子等。
HK32F0301MA家族（超能外设，性能爆棚与高性价比，堪称MCU界的高手）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高48MHz。
存储容量：最大Flash为32KB，最大SRAM为4KB。
细分市场：适用于多种应用场景，如智能家居、工业控制、消费电子等。
HK32L08X家族（极致低功耗怪兽，外设丰富，堪称物联网与表计应用的极致低功耗之王）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高48MHz。
存储容量：最大Flash为128KB，最大SRAM为20KB。
细分市场：适用于表计设备、环境监测传感器节点、工业测距、车载多媒体、医疗手持设备等超低功耗场景，如水表、气表等。
HK32A040家族（车规品质，高性能及丰富外设，堪称车身域座舱域MCU性价比之王）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高96MHz。
存储容量：最大Flash为128KB，最大SRAM为10KB。
细分市场：适用于车身域与座舱域等汽车电子控制系统。
HK32AUTO39A家族（高可靠性超大存储性能怪兽，堪称车规MCU界的全能王者）
内核及主频：基于ARM Cotex-M3内核，主频最高120MHz。
存储容量：最大Flash为512KB，最大SRAM为96KB。
细分市场：适用于车身域与座舱域等汽车电子控制系统。
HK32R78家族（高集成、低功耗、高性能，堪称家电MCU界的超能选手）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高64MHz。
存储容量：最大Flash为64KB，最大SRAM为10KB。
细分市场：适用于家电，如空调、冰箱、洗衣机、烟机、咖啡机、智能锁、LED控制及调光等。
HK32C005家族（功能安全认证加持，高性价比怪兽，消费市场的智能控制之王）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高64MHz。
存储容量：最大Flash为64KB，最大SRAM为10KB。
细分市场：适用于物联网、智慧家庭、工业、医疗、家电等领域。
HK32C105家族（性价比爆裂，多种封装兼容性强，IEC60730认证，家电市场的性能怪兽）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高64MHz。
存储容量：最大Flash为64KB，最大SRAM为10KB。
细分市场：适用于物联网、智慧家庭、工业、医疗、家电等领域。
HK32C207家族（功能安全与强劲性能并驾齐驱，堪称智慧控制领域的王炸）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高64MHz。
存储容量：最大Flash为64KB，最大SRAM为10KB。
细分市场：适用于物联网、智慧家庭、工业、医疗、家电等领域。
HK32M050家族（高集成、低功耗、灵活封装，是电机控制领域的性能怪兽）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高64MHz。
存储容量：最大Flash为16KB，最大SRAM为4KB。
细分市场：适用于电机控制，如水泵、电动工具、风机应用、高速电机和电动出行等。
HK32M060家族（高集成、高精度、高性能及自研电机加速单元让电机控制更高效）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高48MHz。
存储容量：最大Flash为64KB，最大SRAM为8KB。
细分市场：适用于电机控制，如水泵、电动工具、风机应用、高速电机和电动出行等。
HK32M070家族（高精度、高效率与性价比怪兽，电机控制性能王炸）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高64MHz。
存储容量：最大Flash为32KB，最大SRAM为4KB。
细分市场：适用于电机控制，如水泵、电动工具、风机应用、高速电机和电动出行等。
HK32EC021家族（低功耗、高集成、智能控制，电子烟控制性能怪兽）
内核及主频：基于ARM Cotex-M0内核，主频最高48MHz。
存储容量：最大Flash为32KB，最大SRAM为4KB。
细分市场：适用于电子烟市场。
关键词：
HK32MCU,HK32F103A
