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1shuomingletaiyangnengxitongzhenduizhangdanguanlijinxingshejidezhuyaoyuanyin。zaiyejian，dangmeiyouyangguangfuzhaotaiyangnengdianchibanshi，xiaohaodediannengjiangcongdianwanggoumai，cishidianfeizuidi。yidantaiyangshengqi，yangguangzhaoshedaotaiyangnengdianchibanshang，jiuhuichanshengdianli，jiatingziyongjikaishi，taiyangnengdianliyoujiatingshiyonghuozhuanyidaochunengzhuangzhi。zheyangkeyijianshaocongdianwanghuoqudedianli
，zaidianligongsitigongjiaodishangwangdianjiadequyushiyongtaiyangnengsuochanshengdedianli，congerkongzhizhangdanfeiyong。

 

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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