數(shù)字隔離器 藏在戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)里的 隱形守護(hù)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(jī)量正呈逐年上升態(tài)勢(shì)。

同時(shí)，為了應(yīng)對(duì)居民用電價(jià)格的顯著上漲以及峰谷電價(jià)差異的持續(xù)擴(kuò)大，在戶用儲(chǔ)能單元可大幅降低用電成本的背景下，各國(guó)正在大力扶持光伏配儲(chǔ)政策，戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)已逐步成為普通家庭應(yīng)對(duì)電價(jià)波動(dòng)與電網(wǎng)停機(jī)的經(jīng)濟(jì)之選。

據(jù)高工產(chǎn)研儲(chǔ)能研究所（GGII）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2024年全球戶用儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模約14GWh，GGII預(yù)計(jì)2025年全球戶用儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模將以25%的增速發(fā)展，裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到17.5GWh，整體增長(zhǎng)趨勢(shì)顯著。

而這也從側(cè)面反映出了戶用儲(chǔ)能行業(yè)前景火熱，其已成為光儲(chǔ)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(chǔ)系統(tǒng)是一個(gè)涉及高低壓混合的電氣系統(tǒng)，且需要進(jìn)行人機(jī)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(chǔ)系統(tǒng)實(shí)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(duì)敏感設(shè)備及操作人員造成的安全隱患，還能在信號(hào)層面上保障數(shù)據(jù)傳輸的穩(wěn)定性與精準(zhǔn)性。

家庭微電網(wǎng)，戶用光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)

戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)是一種集成太陽能光伏發(fā)電與電池儲(chǔ)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(fù)載使用，并將多余電能儲(chǔ)存于電池中，在夜間、陰天、用電高峰或電網(wǎng)斷電時(shí)釋放使用，實(shí)現(xiàn)能源的自發(fā)自用、削峰填谷和應(yīng)急備電功能。

如上圖所示，戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)主要由光伏組件、儲(chǔ)能電池、儲(chǔ)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(chǔ)能電池充電或給負(fù)載供電；儲(chǔ)能電池的作用是儲(chǔ)蓄來自光伏組件或電網(wǎng)用電低谷時(shí)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(chǔ)系統(tǒng)是家庭能源革命的標(biāo)志性方案，通過“光伏發(fā)電+電池儲(chǔ)能+智能控制”三要素協(xié)同，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性、可靠性、環(huán)保性的三重躍升。

現(xiàn)階段，隨著技術(shù)迭代與政策加碼，戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)正從高端需求走向普惠應(yīng)用，成為全球家庭實(shí)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(hù)衛(wèi)”

華普微，作為中國(guó)本土在Sub-GHz射頻領(lǐng)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(shù)，能夠在芯片左右兩側(cè)的微距離上實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的傳輸與接收，其不僅能有效阻斷戶用光儲(chǔ)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(chǔ)系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下?lián)碛蟹€(wěn)定可靠的信息傳輸能力。

在戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)中，CMT812X、CMT804X與CMT826X等基礎(chǔ)數(shù)字隔離芯片通常被應(yīng)用于電網(wǎng)/光伏組件充電與儲(chǔ)能變流器（PCS）之間、PCS與家用電器之間、儲(chǔ)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(dǎo)到另一側(cè)，保障各部分電路的電氣安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

CMT104X、CMT810X、CMT8308X等隔離接口芯片通常被應(yīng)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(fù)雜電磁環(huán)境下，不同子系統(tǒng)間的數(shù)字信號(hào)（如SPI、I2C、UART等接口信號(hào)）能準(zhǔn)確、可靠地傳輸，避免信號(hào)失真、干擾和誤碼。

CMT1300X、CMT1306X等隔離ADC/運(yùn)放芯片通常被應(yīng)用于BMS對(duì)儲(chǔ)能電池組的電壓、電流、溫度等參數(shù)的采樣線路以及PCS對(duì)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(qiáng)電磁干擾的環(huán)境下，準(zhǔn)確地采集相關(guān)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(hù)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。

CMT8602x、CMT8603x等隔離驅(qū)動(dòng)芯片通常被應(yīng)用于PCS內(nèi)部功率器件（如IGBT、MOSFET等）的驅(qū)動(dòng)電路以及BMS對(duì)儲(chǔ)能電池組內(nèi)某些繼電器或開關(guān)器件的控制線路中，用以提供足夠的驅(qū)動(dòng)能力和隔離的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，確保功率器件能快速、穩(wěn)定地導(dǎo)通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)高效的電能變換和控制。

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