新的政府政策與新的法規(guī)共同推動可再生能源發(fā)電，預計未來太陽能市場將有強勁增長。由于太陽能逆變器中功率密度的不斷增加以及對儲能平衡的需求，這一代太陽能發(fā)電要求對太陽能系統(tǒng)的所有元件進行大量監(jiān)控。對于太陽能光伏應用，RS-485通信固有的抗擾性能使其得到應用。增加iCoupler?隔離式RS-485收發(fā)器可為太陽能光伏網絡通信接口提供安全、可靠且EMC魯棒的解決方案。RS-485有多種用途，主要用途是遠程監(jiān)控發(fā)電、功率點跟蹤器和儲能狀態(tài)（電池儲能）。

對于儲能等太陽能應用，通信至關重要，因為它要將太陽能裝置中的發(fā)電和消耗活動報告給用戶。可以實施多種系統(tǒng)策略，例如賬單管理、光伏自用、減少需量電費和備用電源。特別是在美國，颶風常常在得克薩斯州和佛羅里達州造成嚴重破壞，因此備用電源最受歡迎。

表1：家用儲能策略

圖1顯示了典型的24小時太陽能發(fā)電、儲能和家庭用電情況。圖1說明了太陽能系統(tǒng)針對賬單管理進行設計的主要原因。在夜間，當沒有陽光輻照太陽能電池板時，消耗的電能將從電網購買，此時電費最低。一旦太陽升起，陽光照射到太陽能電池板上，就會產生電力，家庭自用即開始，太陽能電力由家庭使用或轉移到儲能裝置。這樣可以減少從電網獲取的電力，在電力公司提供較低上網電價的區(qū)域使用太陽能所產生的電力，從而控制賬單費用。

RS-485是通信應用首選，可用于P C屏幕數據更新，如當前功率、最大功率點跟蹤器中的電流消耗、電池充電和健康狀況、CO2減少等，如圖2所示。

圖3顯示了一個典型太陽能系統(tǒng)，包含輸入直流串、DC-AC轉換、充電和儲能、電池管理及通信。ADI公司為太陽能光伏和儲能應用提供完整的電源、通信和控制接口信號鏈解決方案。iCoupler隔離式柵極驅動器解決方案包括ADuM4135和ADuM4223/ADuM3223。iCoupler隔離式通信端口解決方案包括ADM2795E、ADM2587E和ADM3054。混合信號處理器解決方案包括ADSP-CM419。

為什么使用帶iCoupler隔離的RS-485收發(fā)器？

iCoupler隔離能為太陽能光伏網絡通信接口提供安全、可靠且EMC魯棒的解決方案。

對于太陽能光伏網絡，RS-485或CAN通信接口通常在充斥電噪聲的環(huán)境中通過長電纜運行。RS-485通信本質上是差分式，具備固有抗噪聲能力。增加iCoupler隔離以提升抗擾度。

* iCoupler系列數字隔離產品已經過測試，并獲得多家監(jiān)管機構認證，包括UL、CSA、VDE、TüV、CQC、ATEX和IECEx。這種監(jiān)管機構測試證明產品達到要求的安全水平，不會因為電氣條件惡劣的太陽能光伏環(huán)境中可能出現的高壓瞬變和電涌而受到影響。

* 太陽能光伏通信接口通常以低數據速率工作——低于5 0 0 kbps——這正是RS-485通信的理想工作范圍。諸如以太網之類的替代方案以10 Mbps/100 Mbps或1 Gbps的固定數據速率運行，這對應用要求而言明顯過剩。

* iCoupler隔離具有經過驗證的EMC魯棒性，可減少現場故障。增強的EMC魯棒性可縮短接口電路的設計和測試時間，從而加快太陽能光伏網絡的上市時間。

適用于現有太陽能光伏網絡的直接插入式iCoupler隔離解決方案

對于現有太陽能逆變器設施，其通信端口沒有iCoupler隔離所實現的魯棒性，iCoupler隔離式RS-485中繼器是強大的直接插入式解決方案。緊湊的信號和電源iCoupler隔離式RS-485中繼器提供魯棒的隔離保護，防止電磁(EMC)惡劣的太陽能環(huán)境中的電氣噪聲影響。

iCoupler隔離式RS-485中繼器設計由兩個RS-485收發(fā)器和兩個高速ADCMP600比較器組成。ADM2587E是全集成式數據收發(fā)器，支持±15 kV ESD保護及信號和電源隔離，適用于多點傳輸線上的高速通信。ADM2587E內部集成隔離式DC-DC電源，無需外加DC-DC隔離模塊。RS-485中繼器需要數據碼流控制，這對RS-485總線上的通信方向控制很重要。在ADM2587E邏輯引腳上使用高速比較器ADCMP600可提供高速流控制和方向性，從而實現可靠的通信系統(tǒng)。有關完整設計指南，請參閱A N-1458應用筆記“具備自動方向控制功能的隔離式RS-485中繼器”。

具備增強EMC魯棒性的iCoupler信號隔離式RS-485

設計EMC通信接口時，電路設計人員常常要面對設計和測試迭代循環(huán)。電路設計必須符合系統(tǒng)級EMC標準和客戶要求。工業(yè)自動化的系統(tǒng)級IEC標準（如IEC 61131-2）規(guī)定了多種IEC ESD、EFT和浪涌保護級別以及對輻射、傳導和磁場干擾的抗擾度。

ADI公司iCoupler信號隔離式RS-485包含經認證的額外EMC保護，可防范上述干擾，從而縮短需要滿足嚴格監(jiān)管目標的設計的上市時間。

具體而言，ADM2795E RS-485收發(fā)器集成了隔離魯棒性和EMC保護，這樣可大幅節(jié)省印刷電路板(PCB)空間，以供太陽能光伏通信端口接口使用。

ADM2795E是一款5 kV rms信號隔離RS-485收發(fā)器，RS-485總線引腳提供高達±42 V的AC-DC峰值總線過壓故障保護特性。該器件采用ADI公司的iCoupler技術，將三通道隔離器、RS-485收發(fā)器和IEC電磁兼容性(EMC)瞬變保護集成于單封裝中。

ADM2795E集成的iCoupler技術已通過VDE0884-10、UL 1577、CSA和CQC（申請中）認證。

* 工作電壓：849 VPEAK (600 V rms)加強，VDE0884-10認證* 耐受電壓：5000 V rms，UL1577認證

ADM2795E在數個系統(tǒng)級EMC測試中表現穩(wěn)健，已通過EMC合規(guī)測試機構的認證（證書可應申請?zhí)峁?/p>

* IEC 61000-4-5浪涌* IEC 61000-4-4 EFT* IEC 61000-4-2 ESD* IEC 61000-4-6傳導射頻抗擾度* IEC 61000-4-3輻射射頻抗擾度* IEC 61000-4-8磁場抗擾度

結論

ADI公司為太陽能光伏和儲能應用提供完整的信號鏈解決方案。iCoupler隔離式柵極驅動器解決方案包括ADuM4135和ADuM4223/ADuM3223，而iCoupler隔離式通信端口解決方案包括ADM2795E和ADM2587E，ADSP-CM419混合信號控制處理器提供電源通信和控制接口。iCoupler隔離能為太陽能光伏網絡通信接口提供安全、可靠且EMC魯棒的解決方案。

ADI公司的接口和隔離產品組合有多種方案可隔離RS-485接口。ADM2795E提供完整的系統(tǒng)級EMC解決方案，其符合IEC 61000浪涌、EFT和ESD標準，不受惡劣太陽能光伏環(huán)境中常見的傳導、輻射和磁場干擾的影響。ADM2795E可縮短需要滿足嚴格監(jiān)管目標的設計的上市時間。

信號和電源隔離式RS-485收發(fā)器（例如ADM2587E）提供當今市場上集成度最高的信號和電源隔離解決方案。ADM2587E可用于RS-485中繼器設計，通過iCoupler隔離技術為系統(tǒng)提供更強的魯棒性。