AMEYA360：纳芯微“三高一降”，光伏储能系统趋势及其模拟芯片解决方案

随着全球能源需求的增长和环保意识的提高，可再生能源，尤其是光储系统得到了日益广泛的应用。光储系统，又称太阳能光伏储能发电系统，由光伏设备和储能设备组成，用于发电和能量存储。在这些系统中，模拟芯片的应用和解决方案对于提升系统效率、降低成本以及增强可靠性至关重要。本文将简要介绍光储系统的基本运作原理，以及光储系统在高压化发展趋势下，模拟芯片的机会及纳芯微解决方案。

一、光储系统概述

上图是一个典型的光储系统框图。系统功能的实现从左到右分别是：光伏电池板的直流输出，经过AFCI电弧故障保护后，进入到MPPT(最大功率点追踪)DC-DC威廉希尔官方网站 实现前级电压抬升;经过逆变威廉希尔官方网站 转化为交流电，以单相或者三相电输出并网。最上方威廉希尔官方网站 为电池储能系统，通过一个双向DC-DC模块，完成电池的储电和放电。下方为MCU 和基于ARM的控制威廉希尔官方网站 ，在低压侧实现系统通信与控制。

为保障系统安全可靠运行，系统中需要很多隔离器件，如数字隔离器，隔离驱动，隔离采样与隔离接口等，来实现低压侧控制威廉希尔官方网站 和高压侧电源威廉希尔官方网站 之间的强弱电隔离与信号传输。纳芯微可提供基于电容隔离技术的丰富隔离产品组合，以及SiC二极管和SiC MOSFET、传感器、非隔离驱动、接口、通用电源、通用运放等诸多产品，覆盖光伏逆变器、储能变流器、光伏阵列/优化器和储能电池/BMS等多个领域，为光储应用提供高可靠性的系统级解决方案。

二、光储系统的发展趋势及模拟芯片机会

1. 高能效和高功率密度

随着光储系统功率密度和能源转换效率的不断提升，电源系统开关频率、开关损耗和散热性能都需要满足更高的指标要求。纳芯微可以提供支持1200V电压的SiC二极管、SiC MOSFET产品;以及带米勒钳位功能的隔离驱动芯片NSI6801M(避免功率器件误导通)和带DESAT保护功能(过流时保护功率器件不被损坏)的NSI68515，以更好地适配第三代半导体和高开关频率系统，为大功率光伏逆变器产品的安全稳定运行保驾护航。

2. 高压化

系统功率密度的提升带来的母线电压高压化趋势，使系统内关键部件面临更为严苛的性能挑战，尤其是实现强弱电隔离的隔离芯片。传统隔离方案通常采用光耦隔离技术，虽然其市场成熟度高，但存在抗共模干扰能力差、传输速度慢、光衰等问题，越来越无法满足光储系统的要求。相对于传统光耦隔离方案，纳芯微的产品采用双边增强隔离电容技术，并采用自有专利Adaptive OOK®信号编码技术，在隔离耐压能力、传输速度、抗干扰能力、工作温度和寿命等方面优势明显，可满足光储高压系统对芯片性能的严格要求。

值得一提的是，纳芯微推出超宽体封装的数字隔离器和单管隔离驱动，单颗芯片提供15mm爬电距离，完全符合客户1500V高压母线需求。纳芯微隔离产品已在行业头部客户的光储系统中广泛、稳定应用，累计发货量过亿颗，得到了市场的充分验证及客户认可。

3. 降本

为更好支持光储系统持续降本的要求，纳芯微在提升产品集成度和性价比上也在持续投入。以霍尔电流传感器为例，纳芯微能够提供芯片级的霍尔电流检测方案，基于霍尔效应产生霍尔电压进行输入和输出侧的电流检测。在系统的PV 侧、 MPPT 侧和 AC 侧的多个电流采样点，传统的霍尔电流传感器模组方案不仅占板面积大，成本也高。纳芯微推出贴片式的霍尔电流方案，单芯片集成方案实现了更优的成本效益，且减少了约50%的占板面积，最高通流能力可达200A。该系列产品支持不同的封装耐压、通流能力和响应速度，可覆盖光储系统各个位置的电流检测需求。

降本还意味着芯片需要有更多的功能组合，纳芯微隔离产品系列基于领先的电容隔离技术，可进一步集成驱动、采样、接口、电源等多种组合，且通过设计迭代不断提高产品竞争力，为客户持续提供高竞争力的整体芯片解决方案。

三、总结

面对光储系统高集成度、高功率密度、高可靠性和低成本的趋势和要求，对于纳芯微等芯片厂商而言，核心任务是适配应用的需求，提供功率密度更高、抗干扰能力更强，且能兼顾降本的产品方案。纳芯微致力于提供完善的产品组合，满足客户多样化的需求，助力客户提升系统竞争力。

审核编辑 黄宇