RS-485有多種用途，主要用途是遠程監控發電、功率點跟蹤器和儲能狀態（電池儲能）。

 

對dui於yu儲chu能neng等deng太tai陽yang能neng應ying用yong
，通tong信xin至zhi關guan重zhong要yao，因yin為wei它ta要yao將jiang太tai陽yang能neng裝zhuang置zhi中zhong的de發fa電dian和he消xiao耗hao活huo動dong報bao告gao給gei用yong戶hu。可ke以yi實shi施shi多duo種zhong係xi統tong策ce略lve
，例li如ru賬zhang單dan管guan理li
、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裏達州造成嚴重破壞
，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小時太陽能發電

、儲能和家庭用電情況。圖1說(shuo)明(ming)了(le)太(tai)陽(yang)能(neng)係(xi)統(tong)針(zhen)對(dui)賬(zhang)單(dan)管(guan)理(li)進(jin)行(xing)設(she)計(ji)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。在(zai)夜(ye)間(jian)
，當(dang)沒(mei)有(you)陽(yang)光(guang)輻(fu)照(zhao)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)時(shi)

，消(xiao)耗(hao)的(de)電(dian)能(neng)將(jiang)從(cong)電(dian)網(wang)購(gou)買(mai)，此(ci)時(shi)電(dian)費(fei)最(zui)低(di)。一(yi)旦(dan)太(tai)陽(yang)升(sheng)起(qi)
，陽(yang)光(guang)照(zhao)射(she)到(dao)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)上(shang)，就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)電(dian)力(li)
，家(jia)庭(ting)自(zi)用(yong)即(ji)開(kai)始(shi)
，太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)力(li)由(you)家(jia)庭(ting)使(shi)用(yong)或(huo)轉(zhuan)移(yi)到(dao)儲(chu)能(neng)裝(zhuang)置(zhi)。這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)從(cong)電(dian)網(wang)獲(huo)取(qu)的(de)電(dian)力(li)

，在(zai)電(dian)力(li)公(gong)司(si)提(ti)供(gong)較(jiao)低(di)上(shang)網(wang)電(dian)價(jia)的(de)區(qu)域(yu)使(shi)用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)力(li)

，從(cong)而(er)控(kong)製(zhi)賬(zhang)單(dan)費(fei)用(yong)。

 

圖1. 典型24小時太陽能發電、儲能和家庭用電情況

 

RS-485是通信應用首選

，可用於PC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2. 光伏太陽能係統的典型光伏監測係統數據

 

圖3顯示了一個典型太陽能係統
，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、通信和控製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。

 

圖3. 帶儲能功能的典型太陽能係統框圖

 

為什麼使用帶iCoupler隔離的RS-485收發器？

 

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。

 

對於太陽能光伏網絡，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。

 

● The iCoupler係列數字隔離產品已經過測試，並獲得多家監管機構認證，包括UL
、CSA

、VDE、TüV
、CQC
、ATEX和IECEx。這(zhe)種(zhong)監(jian)管(guan)機(ji)構(gou)測(ce)試(shi)證(zheng)明(ming)產(chan)品(pin)達(da)到(dao)要(yao)求(qiu)的(de)安(an)全(quan)水(shui)平(ping)
，不(bu)會(hui)因(yin)為(wei)電(dian)氣(qi)條(tiao)件(jian)惡(e)劣(lie)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)伏(fu)環(huan)境(jing)中(zhong)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)的(de)高(gao)壓(ya)瞬(shun)變(bian)和(he)電(dian)湧(yong)而(er)受(shou)到(dao)影(ying)響(xiang)。

● 太陽能光伏通信接口通常以低數據速率工作——低於500 kbps——這正是RS-485通信的理想工作範圍。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。

 

適用於現有太陽能光伏網絡的直接插入式iCoupler隔離解決方案

 

對於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)惡劣的太陽能環境中的電氣噪聲影響。

 

圖4. 信號和電源iCoupler隔離式RS-485中繼器

 

iCoupler隔離式RS-485中繼器設計由兩個RS-485收發器和兩個高速ADCMP600比較器組成。ADM2587E是全集成式數據收發器
，支持±15 kV ESD保護及信號和電源隔離，適用於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製，這對RS-485總線上的通信方向控製很重要。在ADM2587E邏輯引腳上使用高速比較器ADCMP600可提供高速流控製和方向性，從而實現可靠的通信係統。有關完整設計指南
，請參閱AN-1458應用筆記" 具備自動方向控製功能的隔離式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麵對設計和測試迭代循環。電路設計必須符合係統級EMC標準和客戶要求。工業自動化的係統級IEC標準（如IEC 61131-2）規定了多種IEC ESD、EFT和浪湧保護級別以及對輻射
、傳導和磁場幹擾的抗擾度。

 

ADI公司iCoupler信號隔離式RS-485包含經認證的額外EMC保護，可防範上述幹擾，從而縮短需要滿足嚴格監管目標的設計的上市時間。

 

具體而言
，ADM2795E RS-485收發器集成了隔離魯棒性和EMC保護
，這樣可大幅節省印刷電路板(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收發器和IEC電磁兼容性(EMC)瞬變保護集成於單封裝中。

 

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在數個係統級EMC測試中表現穩健，已通過EMC合規測試機構的認證（證書可應申請提供）：

 

  ● IEC 61000-4-5 浪湧

  ● 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

 

圖5. iCoupler隔離式RS-485收發器
，A和B總線引腳提供增強的IEC 61000-4-5浪湧魯棒性。

 

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混合信號控製處理器提供電源通信和控製接口。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提供完整的係統級EMC解決方案
，其符合IEC 61000浪湧
、EFT和ESD標準，不受惡劣太陽能光伏環境中常見的傳導、輻射和磁場幹擾的影響。ADM2795E可縮短需要滿足嚴格監管目標的設計的上市時間。

 

信號和電源隔離式RS-485收發器（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可用於RS-485中繼器設計，通過iCoupler隔離技術為係統提供更強的魯棒性。

 

 

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