使用i耦合器设计太阳能光伏逆变器中的数字隔离

如果要打开典型的中央逆变器太阳能光伏系统的逆变器控制器外壳，您会发现许多使用数字隔离产品的领域。其中包括栅极驱动信号的隔离、电压控制环路中的数字反馈隔离以及通信通道的隔离。ADI提供的产品非常适合这些设计需求。

首先，所有逆变器都有功率晶体管，无论是MOSFET还是IGBT，它们都承担着将直流电转换为交流电的繁重工作。这些电源开关由DC/AC控制器驱动，由于大多数控制器是低压器件，而功率晶体管是相对高得多的电压器件，因此需要数字隔离栅极驱动器来实现此功能。ADI公司的i耦合器技术构成了许多隔离式栅极驱动器的基础，例如ADuM3220，它包含一个集成在一个封装中的两个隔离驱动器，具有4 A峰值电流驱动能力。两个ADuM3220可以控制H桥输出电路的四个开关。参见图1。

图1.ADuM3220和H桥驱动。

通常，您会在典型的逆变器中找到至少两个控制器，如果不是三个的话。如果同时使用DC/DC和DC/AC控制器，则两个控制器之间必须进行通信，以确保整个系统高效运行。但是，DC/DC 控制器通常与 dc/ac 控制器电气隔离，或者至少两个接地系统之间很有可能存在较大的 CM 电压。因此，两个处理器之间的通信需要电气隔离，在这里您可以找到许多标准的双向隔离器。ADuM140x系列是四通道隔离器，在此应用中非常受欢迎。

最后，需要一个通信通道来向中央控制器报告系统的性能，并从该源接收指令。当以高数据速率或长距离通信时，差分数据传输提供优于单端传输的性能。此通信任务的常用协议是RS-485和CAN。RS-485规范满足真正多点通信网络的要求，该标准规定在单个（32线）总线上最多需要32个驱动器和2个接收器，尽管在典型的太阳能安装中不太可能需要此功能。ADI公司提供各种基于i耦合器的隔离式RS-485/RS-422收发器，通过我们的ADM248x系列满足此应用需求。

审核编辑：郭婷