作者 Richard Anslow Martin Murnane ADI公司
Richard Anslow，工程硕士，研讨方向：产品界说，阻隔式通讯产品系列;Martin Murnane ，太阳能PV体系工程师，研讨方向：动力/太阳能PV运用。
摘要：介绍了对太阳能和储能设备进行根本监测的iCoupler阻隔式通讯解决计划。
新的政府方针与新的法规一起推进可再生动力发电，估计未来太阳能商场将有微弱添加。由于太阳能逆变器中功率密度的不断添加以及对储能平衡的需求，这一代太阳能发电要求对太阳能体系的一切元件进行很多监控。关于太阳能光伏运用，RS-485通讯固有的抗扰功能使其得到运用。添加iCoupler®阻隔式RS-485收发器可为太阳能光伏网络通讯接口供给安全、牢靠且EMC鲁棒的解决计划。
RS-485有多种用处，主要用处是长途监控发电、功率点跟踪器和储能状况(电池储能)。
关于储能等太阳能运用，通讯至关重要，由于它要将太阳能设备中的发电和耗费活动报告给用户。能够施行多种体系战略，例如账单办理、光伏自用、削减需量电费和备用电源。特别是在美国，飓风常常在得克萨斯州和佛罗里达州形成严重破坏，因而备用电源很受欢迎。
图1显现了典型的24小时太阳能发电、储能和家庭用电状况。图1说明晰太阳能体系针对账单办理进行规划的主要原因。在夜间，当没有阳光辐照太阳能电池板时，耗费的电能将从电网购买，此刻电费最低。一旦太阳升起，阳光照射到太阳能电池板上，就会发生电力，家庭自用即开端，太阳能电力由家庭运用或转移到储能设备。这样能够削减从电网获取的电力，在电力公司供给较低上网电价的区域运用太阳能所发生的电力，然后操控账单费用。
RS-485是通讯运用首选，可用于PC屏幕数据更新，如当时功率、最大功率点跟踪器中的电流耗费、电池充电和健康状况、CO2削减等，如图2所示。
图3显现了一个典型太阳能体系，包含输入直流串、DC-AC转化、充电和储能、电池办理及通讯。ADI公司为太阳能光伏和储能运用供给完好的电源、通讯和操控接口信号链解决计划。iCoupler阻隔式栅极驱动器解决计划包含ADuM4135和ADuM4223/ADuM3223。iCoupler阻隔式通讯端口解决计划包含ADM2795E、ADM2587E和ADM3054。混合信号处理器解决计划包含ADSP-CM419。
1 带iCoupler阻隔的RS-485收发器
iCoupler阻隔能为太阳能光伏网络通讯接口供给安全、牢靠且EMC鲁棒的解决计划。
关于太阳能光伏网络，RS-485或CAN通讯接口通常在充满电噪声的环境中经过长电缆运转。RS-485通讯本质上是差分式，具有固有抗噪声才能。添加iCoupler阻隔以提高抗扰度。
● iCoupler系列数字阻隔产品已经过测验，并取得多家监管组织认证，包含UL、CSA、VDE、TÜV、CQC、ATEX和IECEx。这种监管组织测验证明产品到达要求的安全水平，不会由于电气条件恶劣的太阳能光伏环境中或许呈现的高压瞬变和电涌而受到影响。
● 太阳能光伏通讯接口通常以低数据速率作业——低于500 kbps——这正是RS-485通讯的抱负作业范围。比如以太网之类的代替计划以10 Mbps/100 Mbps或1 Gbps的固定数据速率运转，这对运用要求而言显着过剩。
● iCoupler阻隔具有经过验证的EMC鲁棒性，可削减现场毛病。增强的EMC鲁棒性可缩短接口电路的规划和测验时刻，然后加速太阳能光伏网络的上市时刻。
2 适用于现有太阳能光伏网络的直接插入式iCoupler阻隔解决计划
关于现有太阳能逆变器设备，其通讯端口没有iCoupler阻隔所完成的鲁棒性，iCoupler阻隔式RS-485中继器是强壮的直接插入式解决计划。紧凑的信号和电源iCoupler阻隔式RS-485中继器供给鲁棒的阻隔维护，避免电磁(EMC)恶劣的太阳能环境中的电气噪声影响。
iCoupler阻隔式RS-485中继器规划由两个RS-485收发器和两个高速ADCMP600比较器组成。ADM2587E是全集成式数据收发器，支撑±15 kV ESD维护及信号和电源阻隔，适用于多点传输线上的高速通讯。ADM2587E内部集成阻隔式DC-DC电源，无需外加DC-DC阻隔模块。RS-485中继器需求数据码流操控，这对RS-485总线上的通讯方向操控很重要。在ADM2587E逻辑引脚上运用高速比较器ADCMP600可供给高速流操控和方向性，然后完成牢靠的通讯体系。
3 具有增强EMC鲁棒性的iCoupler信号阻隔式RS-485
规划EMC通讯接口时，电路规划人员常常要面临规划和测验迭代循环。电路规划有必要契合体系级EMC规范和客户要求。工业自动化的体系级IEC规范(如IEC 61131-2)规则了多种IEC ESD、EFT和浪涌维护等级以及对辐射、传导和磁场搅扰的抗扰度。
ADI公司iCoupler信号阻隔式RS-485包含经认证的额定EMC维护，可防备上述搅扰，然后缩短需求满意严厉监管方针的规划的上市时刻。
详细而言，ADM2795E RS-485收发器集成了阻隔鲁棒性和EMC维护，这样可大幅节约印刷电路板(PCB)空间，以供太阳能光伏通讯端口接口运用。
ADM2795E是一款5 kV rms信号阻隔RS-485收发器，RS-485总线引脚供给高达±42 V的AC-DC峰值总线过压毛病维护特性。该器材选用ADI公司的iCoupler技能，将三通道阻隔器、RS-485收发器和IEC电磁兼容性(EMC)瞬变维护集成于单封装中。
ADM2795E集成的iCoupler技能已经过VDE0884-10、UL 1577、CSA和CQC(请求中)认证。
● 作业电压：849 VPEAK (600 V rms)加强，VDE0884-10认证;
● 耐受电压：5000 V rms，UL1577认证。
ADM2795E在数个体系级EMC测验中体现稳健，已经过EMC合规测验组织的认证(证书可应请求供给)：
● IEC 61000-4-5浪涌;
● IEC 61000-4-4 EFT;
● IEC 61000-4-2 ESD;
● IEC 61000-4-6传导射频抗扰度;
● IEC 61000-4-3辐射射频抗扰度;
● IEC 61000-4-8磁场抗扰度。
4 定论
ADI公司为太阳能光伏和储能运用供给完好的信号链解决计划。iCoupler阻隔式栅极驱动器解决计划包含ADuM4135和ADuM4223/ADuM3223，而iCoupler阻隔式通讯端口解决计划包含ADM2795E和ADM2587E，ADSP-CM419混合信号操控处理器供给电源通讯和操控接口。iCoupler阻隔能为太阳能光伏网络通讯接口供给安全、牢靠且EMC鲁棒的解决计划。
ADI公司的接口和阻隔产品组合有多种计划可阻隔RS-485接口。ADM2795E供给完好的体系级EMC解决计划，其契合IEC 61000浪涌、EFT和ESD规范，不受恶劣太阳能光伏环境中常见的传导、辐射和磁场搅扰的影响。ADM2795E可缩短需求满意严厉监管方针的规划的上市时刻。
信号和电源阻隔式RS-485收发器(例如ADM2587E)供给当今商场上集成度最高的信号和电源阻隔解决计划。ADM2587E可用于RS-485中继器规划，经过iCoupler阻隔技能为体系供给更强的鲁棒性。
本文来源于《电子产品世界》2018年第8期第67页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
