數(shù)字隔離器 藏在戶用光儲系統(tǒng)里的 隱形守護者

近年來，隨著全球能源轉(zhuǎn)型和清潔能源行業(yè)的快速發(fā)展，戶用光伏系統(tǒng)的裝機量正呈逐年上升態(tài)勢。

同時，為了應對居民用電價格的顯著上漲以及峰谷電價差異的持續(xù)擴大，在戶用儲能單元可大幅降低用電成本的背景下，各國正在大力扶持光伏配儲政策，戶用光儲系統(tǒng)已逐步成為普通家庭應對電價波動與電網(wǎng)停機的經(jīng)濟之選。

據(jù)高工產(chǎn)研儲能研究所（GGII）統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2024年全球戶用儲能裝機規(guī)模約14GWh，GGII預計2025年全球戶用儲能市場規(guī)模將以25%的增速發(fā)展，裝機規(guī)模將達到17.5GWh，整體增長趨勢顯著。

而這也從側(cè)面反映出了戶用儲能行業(yè)前景火熱，其已成為光儲產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的重要一環(huán)。

值得一提的是，由于戶用光儲系統(tǒng)是一個涉及高低壓混合的電氣系統(tǒng)，且需要進行人機交互，因此必須采取電氣隔離措施。而數(shù)字隔離器就是戶用光儲系統(tǒng)實現(xiàn)電氣隔離的重要硬件，其不僅能在物理層面上阻斷高壓電氣對敏感設備及操作人員造成的安全隱患，還能在信號層面上保障數(shù)據(jù)傳輸的穩(wěn)定性與精準性。

家庭微電網(wǎng)，戶用光伏儲能系統(tǒng)

戶用光儲系統(tǒng)是一種集成太陽能光伏發(fā)電與電池儲能的家庭能源解決方案，通過屋頂光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，供家庭負載使用，并將多余電能儲存于電池中，在夜間、陰天、用電高峰或電網(wǎng)斷電時釋放使用，實現(xiàn)能源的自發(fā)自用、削峰填谷和應急備電功能。

如上圖所示，戶用光儲系統(tǒng)主要由光伏組件、儲能電池、儲能變流器/逆變器及監(jiān)控管理系統(tǒng)等部分組成，其中光伏組件的作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電能，并通過變流器（PCS）給儲能電池充電或給負載供電；儲能電池的作用是儲蓄來自光伏組件或電網(wǎng)用電低谷時的電能；變流器（PCS）的作用是提供交直流的雙向轉(zhuǎn)換能力。

戶用光儲系統(tǒng)是家庭能源革命的標志性方案，通過“光伏發(fā)電+電池儲能+智能控制”三要素協(xié)同，實現(xiàn)經(jīng)濟性、可靠性、環(huán)保性的三重躍升。

現(xiàn)階段，隨著技術迭代與政策加碼，戶用光儲系統(tǒng)正從高端需求走向普惠應用，成為全球家庭實現(xiàn)能源自主的核心路徑。

數(shù)字隔離器，家庭微電網(wǎng)的“安全護衛(wèi)”

華普微，作為中國本土在Sub-GHz射頻領域打磨了二十余載的老牌自研芯片企業(yè)，其自主研發(fā)的特殊射頻芯片--即電容耦合數(shù)字隔離器，采用OOK調(diào)制技術，能夠在芯片左右兩側(cè)的微距離上實現(xiàn)射頻信號的傳輸與接收，其不僅能有效阻斷戶用光儲系統(tǒng)中高壓浪涌與短路漏電等不良電氣現(xiàn)象，還可保障戶用光儲系統(tǒng)在復雜環(huán)境下?lián)碛蟹€(wěn)定可靠的信息傳輸能力。

在戶用光儲系統(tǒng)中，CMT812X、CMT804X與CMT826X等基礎數(shù)字隔離芯片通常被應用于電網(wǎng)/光伏組件充電與儲能變流器（PCS）之間、PCS與家用電器之間、儲能電池與PCS之間的電力線路中，用以防止不同電位的電路之間的直接電氣連接，避免電氣干擾、噪聲和浪涌等從一側(cè)電路傳導到另一側(cè)，保障各部分電路的電氣安全和穩(wěn)定運行。

CMT104X、CMT810X、CMT8308X等隔離接口芯片通常被應用于PCS與能量管理系統(tǒng)（EMS）之間、EMS與電力監(jiān)控系統(tǒng)之間、BMS與EMS之間的通信電路中，用以確保確保在復雜電磁環(huán)境下，不同子系統(tǒng)間的數(shù)字信號（如SPI、I2C、UART等接口信號）能準確、可靠地傳輸，避免信號失真、干擾和誤碼。

CMT1300X、CMT1306X等隔離ADC/運放芯片通常被應用于BMS對儲能電池組的電壓、電流、溫度等參數(shù)的采樣線路以及PCS對直流充電、直流放電電流/電壓的采樣線路中，用以在存在高電壓、大電流以及強電磁干擾的環(huán)境下，準確地采集相關的電氣參數(shù)（如電壓、電流等）和狀態(tài)參數(shù)（如溫度等），為系統(tǒng)的控制和保護提供準確的數(shù)據(jù)依據(jù)。

CMT8602x、CMT8603x等隔離驅(qū)動芯片通常被應用于PCS內(nèi)部功率器件（如IGBT、MOSFET等）的驅(qū)動電路以及BMS對儲能電池組內(nèi)某些繼電器或開關器件的控制線路中，用以提供足夠的驅(qū)動能力和隔離的驅(qū)動信號，確保功率器件能快速、穩(wěn)定地導通和關斷，實現(xiàn)高效的電能變換和控制。

展望未來，隨著戶用光儲系統(tǒng)向更高電壓等級、更高功率密度和更深度智能化等方向持續(xù)演進，數(shù)字隔離器作為其實現(xiàn)高低壓之間電氣隔離與系統(tǒng)安全運行的重要手段，亦將在隔離電壓、CMTI、ESD保護、傳輸速率與傳輸延遲等關鍵性能指標上做出持續(xù)突破，為全球家庭能源解決方案注入更強大的安全性與競爭力，助力實現(xiàn)更清潔、更智能與更具韌性的可持續(xù)能源未來。