PAI8233高可靠性隔离式双通道栅极驱动器

目前,光伏发电成为当前新能源发电的重要研究方向。然而,由于外界环境的影响,光伏出力会有波动性和随机性,这往往不能满足上级电网功率调度的需求。为了减小光伏系统出力的波动性和随机性对电网的冲击,则需要引入储能系统。储能系统能够对光伏出力的波动进行平抑,实现削峰填谷的功能,以满足并网需求。逆变器在光储联合运行系统中得到运用,则会显著提高整个系统的效率。同时,如何做好整个系统控制策略的设计,运用合理的能量管理策略,以维持并网电压的稳定、改善电网的电能质量、满足上级电网调度需求,这些是当前必须要解决的问题。
家庭储能系统一般分为光伏系统、储能系统、逆变系统三大部分,并通过对整个系统控制策略的实现,维持了并网电压的稳定,实现了逆变器在单位功率因数下的可靠运行,满足了上级电网功率调度的需求,改善了电网的电能质量,增强了电网对新能源的吸纳能力。系统整体包括三大系统:光伏系统、储能系统、逆变系统。后与直流母线相连接;buck-boost变流器连接直流母线;h桥逆变器的直流侧与直流母线相连。
家庭储能系统按功能,一般可分为5大功能模块,分别是: charge模块、boost 模块、inv逆变模块、市电电流采样模块、控制模块。各功能模块的作用如下:
其中:
01
charge模块:负责电池的充放电,以及接收指令,实现能量分配
02
boost 模块:负责追踪太阳能面板的最大功率点
03
inv逆变模块:将直流电转换为交流电输送出去
04
市电电流采样模块:实时采集市电电流信息,将电流信息反馈给主控板
05
控制模块:实现charge模块、boost 模块以及inv逆变模块之间的能量调度
具体的电路框图如下,其中charge模块采用buck-boost拓扑+全桥dc-dc拓扑结构,其中全桥拓扑主要用于低压直流转高压直流便于后端逆变,buck-boost拓扑主要用于储能系统中电池的充放电,当给电池充电时为buck电路,当电池向外供电时为boost电路。boost 模块主要负责太阳能面板直流电压的稳定输出。inv逆变模块主要采用传统的h桥拓扑。
针对便携式储能的兴起,荣湃顺势推出可用于buck-boost,boost,dc-dc全桥,h桥拓扑中mos管的双通道隔离驱动pai8233系列,单通道隔离驱动pai8211系列,用于原副边两个dsp隔离通信及用于can通信和485通信的数字隔离器系列,以及会陆续推出的针对原副边电流采样的隔离放大器pai5500系列等。
01
pai8233高可靠性
隔离式双通道栅极驱动器
pai8233是一系列高可靠性的隔离式双通道栅极驱动器ic,可以设计为驱动高达5mhz开关频率的功率晶体管。每个输出可以实现低至19ns传播延迟和5ns的最大延迟匹配,来提供最大4a/8a的拉灌电流能力。pai8233c 在soic-16和soic-14宽体封装中提供5000vrms隔离。100v/μs的最小共模瞬变抗扰度(cmti)提高系统鲁棒性。该驱动器的最大工作电源电压为25v,而输入侧则接受3v至5.5v的电源电压。所有电源电压引脚均支持欠压锁定(uvlo)保护。pai8233c 具有所有这些出色的功能,适用于高可靠性、高功率密度和高效率的开关电源系统。
02
pai8211单通道
隔离式栅极驱动器
pai8211是单通道隔离式栅极驱动器,旨在驱动许多应用中的igbt,功率mosfet和sic mosfet。它提供分立输出,分别控制上升和下降时间,并可以提供最大6a/6a的拉灌电流能力。pai8211提供sop8(150 mil)封装,根据ul1577可支持3750vrms隔离,150kv/μs的最小共模瞬变抗扰度(cmti),支持系统鲁棒性。该驱动器的最大工作电源电压为33v,而输入侧则接受2.5v至5.5v的电源电压。所有电源电压引脚均支持欠压锁定(uvlo)保护。pai8211具有高驱动电流,出色的耐用性,宽电源电压范围和快速信号传播的特性,适用于高可靠性、高功率密度和高效率的开关电源系统。
03
pai5500隔离电流放大器
pai5500是输出与输入基于idivider电容隔离技术的隔离电流放大器。此系列产品具有线性差分输入信号±250mv范围(±320mv满量程)。故障安全功能包括输入共模过压检测和vdd1缺失检测,简化了系统级设计和诊断。pai5500的固定增益为8.2,并提供差分模拟输出。低失调和增益漂移确保了整个温度范围内的精度。高共模瞬变抗扰度可确保即使在存在大功率开关的情况下(例如在电机控制应用中),该设备也能够提供准确而可靠的测量结果。
具体工作模式能量流动如下:
模式一:太阳能能量刚好与家用负载平衡时,单独由太阳能给负载供电。
模式二:太阳能能量大于家用负载,除给后端负载供电外,剩余能量将给电池充电。
模式三:太阳能能量大于家用负载和电池充电,多余能量通过逆变输送给电网。
模式四:太阳能能量小于家用负载,电池放电供给负载。
模式五:太阳能能量和电池放电能量小于负载功率,市电补偿所缺能量。
模式六:晚上家用负载功率较小时,电池释放能量供电。
模式七:晚上家用负载功率较大时,电池释放能量不足,市电补偿所缺能量。


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