2025年作為“十四五”收官與“十五五”啟航的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在國家層面密集釋放的政策信號(hào)引導(dǎo)下，光伏行業(yè)的發(fā)展邏輯正發(fā)生深刻轉(zhuǎn)變——從國家能源局對(duì)技術(shù)路徑與系統(tǒng)能力的明確部署，到二十屆四中全會(huì)的戰(zhàn)略定調(diào)，光伏行業(yè)已正式告別追求裝機(jī)規(guī)模的“速度競爭”，加速邁向更加注重系統(tǒng)安全性、運(yùn)行穩(wěn)定性與綜合價(jià)值的高質(zhì)量發(fā)展階段。

在此轉(zhuǎn)變背景下，光伏系統(tǒng)不僅需要實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定的電力輸出能力，還需要與電網(wǎng)體系配合形成更高效的“削峰填谷”能力——其中，數(shù)字隔離器作為一種能夠在高低壓系統(tǒng)間構(gòu)建電氣邊界、保障信號(hào)穩(wěn)定傳輸?shù)幕A(chǔ)安規(guī)器件，即可有效支撐光伏系統(tǒng)在功率變換、電氣控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)中的穩(wěn)定性，是保障光伏系統(tǒng)高效、安全運(yùn)行的重要芯片之一。

數(shù)字隔離器，如何提升光伏系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性？

光伏系統(tǒng)本質(zhì)上是一套典型的高低壓混合系統(tǒng)，其中一側(cè)是高電壓、大功率、高dv/dt的直流母線與并網(wǎng)逆變環(huán)節(jié)，另一側(cè)則是以MCU、DSP為核心的低壓數(shù)字控制與通信環(huán)節(jié)；

兩者在同一電氣系統(tǒng)內(nèi)長期協(xié)同工作，如若缺乏有效的電氣隔離措施，不僅容易引發(fā)信號(hào)干擾、控制誤判，更可能在極端工況下造成器件損壞甚至系統(tǒng)失效等不良事故。

一種光伏配儲(chǔ)系統(tǒng)的電氣隔離方案示意圖（并網(wǎng)類型）

如上圖所示， 從光伏系統(tǒng)的運(yùn)行角度看 ，數(shù)字隔離器首先承擔(dān)的是“安全隔離”的基礎(chǔ)職責(zé)。

在光伏并網(wǎng)逆變器、雙向DC-DC、MPPT控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)中，大量PWM控制信號(hào)、狀態(tài)反饋信號(hào)需要在高壓側(cè)與低壓側(cè)之間高速傳輸；

而通過采用數(shù)字隔離器，即可實(shí)現(xiàn)信號(hào)在電氣隔離環(huán)境下的連接傳輸，并有效阻斷高壓竄擾，顯著提升光伏系統(tǒng)對(duì)浪涌、電網(wǎng)異常以及雷擊等風(fēng)險(xiǎn)的耐受能力。

從通信層面看 ，Sub-GHz無線通信模塊與Ethernet、CAN、RS485等有線通信主要被應(yīng)用在設(shè)備監(jiān)控、能量管理和遠(yuǎn)程運(yùn)維等方面。

在這些場景中采用數(shù)字隔離器，可有效防止不同地電位之間的干擾通過通信線路傳播，又能在多設(shè)備并聯(lián)、長距離通信時(shí)降低地環(huán)路噪聲對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響，為光伏電站的數(shù)字化、智能化運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

此外，隨著光伏行業(yè)落后產(chǎn)能的持續(xù)出清，光伏配儲(chǔ)、光儲(chǔ)充一體等更具經(jīng)濟(jì)效益的系統(tǒng)方案已得到更多項(xiàng)目方的青睞。

在這些方案中引入的儲(chǔ)能單元，不僅能使光伏系統(tǒng)的輸出能力更為穩(wěn)定、平滑，還能有效緩解地域性的綠電消納壓力。

數(shù)字隔離器，各類光伏系統(tǒng)的“安全防線”

值得一提的是，在并網(wǎng)電流閉環(huán)控制、電池充放電狀態(tài)切換等環(huán)節(jié)中，光伏系統(tǒng)對(duì)于控制信號(hào)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性與一致性要求極高；

而高性能的數(shù)字隔離器具備著傳輸延遲低、傳輸速率高和高瞬態(tài)共模抑制（CMTI）等特性，能夠在復(fù)雜電磁環(huán)境下，確保MCU控制信號(hào)準(zhǔn)確、同步地跨隔離傳輸，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和并網(wǎng)質(zhì)量提供堅(jiān)實(shí)保障。

例如，CMT812x、CMT804x系列標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字隔離芯片被應(yīng)用于MCU與無線通信模塊（Sub-GHz）、總線通信接口（RS485/SPI/IIC）之間時(shí)，可有效消除接地環(huán)路、阻斷共模噪聲（如功率開關(guān)器件產(chǎn)生的高頻噪聲）通過地線或信號(hào)線耦合到通信鏈路，確保數(shù)據(jù)通信的穩(wěn)定性（如采樣數(shù)據(jù)、控制指令的準(zhǔn)確交互）。

CMT8602x系列隔離驅(qū)動(dòng)芯片被應(yīng)用于MCU與功率器件（IGBT、MOSFET、SiC MOSFET）之間時(shí)，可實(shí)現(xiàn)低壓控制側(cè)與高壓功率側(cè)的電氣安全隔離，規(guī)避噪聲干擾，并有效放大控制信號(hào)以提供足夠驅(qū)動(dòng)電流，適配寬禁帶半導(dǎo)體的高頻開關(guān)需求，且其還集成了失效防護(hù)機(jī)制，可實(shí)時(shí)保護(hù)光伏系統(tǒng)的高效、可靠運(yùn)行。

CMT13xx等隔離運(yùn)放芯片被應(yīng)用于MCU與高壓直流母線之間時(shí)，可實(shí)現(xiàn)低壓控制側(cè)與直流母線的電氣安全隔離，阻斷母線高壓向控制電路竄入的風(fēng)險(xiǎn)；

同時(shí)能精確采集母線電壓、電流等微弱模擬信號(hào)并進(jìn)行放大調(diào)理，確保信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，為MCU提供可靠的采樣數(shù)據(jù)。

審核編輯 黃宇