南芯科技升降壓充電芯片在三種儲能場(chǎng)景中的應用

隨著(zhù)太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的蓬勃發(fā)展，儲能技術(shù)成為有效存儲這些間歇性能源、滿(mǎn)足連續且不斷變化的能源需求的重要手段。目前，儲能已發(fā)展出家庭儲能、電網(wǎng)儲能、移動(dòng)儲能、工商業(yè)儲能等不同場(chǎng)景的形態(tài)，成為能源基礎設施不可或缺的重要組成部分。要實(shí)現儲能系統對能量的高效轉換與利用，離不開(kāi)高性能的電源管理芯片。在儲能領(lǐng)域，南芯科技專(zhuān)門(mén)打造了升降壓充電芯片 SC8808/SHP8808 及升降壓轉換器 SC8708，憑借更高效率、更集成的設計和更便捷的使用，覆蓋多個(gè)儲能場(chǎng)景。

光伏儲能系統&光伏優(yōu)化器：?jiǎn)涡酒桨?/strong>

目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的儲能電池充電方案通常采用分立器件和 MCU 數字控制器，存在系統開(kāi)發(fā)周期長(cháng)，外圍電路復雜等問(wèn)題。SC8808/SHP8808 集成了多種控制邏輯和算法，如下圖所示，開(kāi)發(fā)者僅需外接必要的 MOS 管和電阻即可實(shí)現高效的儲能充放電系統，無(wú)需分立方案中 MCU、驅動(dòng)芯片、電壓/電流運動(dòng)、比較器等器件?？紤]到光伏與儲能的一體化應用，這兩顆芯片還內置了 MPPT 算法，可高效靈活地實(shí)現光伏電池的最大功率點(diǎn)跟蹤。

其中，SC8808 主要應用于戶(hù)外儲能和陽(yáng)臺儲能系統，而 SHP8808 主要應用于工業(yè)儲能系統。

光伏儲能系統分立控制方案

光伏儲能系統SC8808/SHP8808單芯片方案

配電終端單元：高效利用電容能量

配電終端單元 (Distribution Terminal Unit, DTU) 通過(guò)采集、傳輸、處理配電系統中的各種數據，以實(shí)現遠程控制和管理，在電力自動(dòng)化系統中發(fā)揮著(zhù)核心作用。2020 年，我國配電自動(dòng)化線(xiàn)路覆蓋率達成 90%，DTU 擁有廣闊的市場(chǎng)空間，如何實(shí)現高效的能量轉換成為降本增效的關(guān)鍵。

如下圖所示，傳統方案 DTU 備電模組的放電范圍僅 61V-40V，考慮到后級負載供電要求，需要采用 24 串單個(gè)電容為 500F 的超級電容模組，無(wú)法充分利用電容能量，造成系統浪費。通過(guò)在電路中添加 SC8708 或 SHP8808，可以將放電深度轉換至 20V 以下，系統僅需 350F 的 24 串電容即可滿(mǎn)足后級負載要求，大幅降低整體 BOM 成本。使用 SHP8808 還能同時(shí)實(shí)現充電和放電。

左 電力DTU供電傳統方案（61V 放電至 40V）；右：電力 DTU 供電推薦方案（61V 放電至 20V）

通信基站備電：并聯(lián)支持大功率應用

通信儲能主要用于 4G、5G 等通信基站的備用電源，在停電或電壓波動(dòng)期間維護通信網(wǎng)絡(luò )，確保不間斷連接及可靠的通信服務(wù)。據公開(kāi)數據，5G 基站（兼容 3G 和 4G）的電源功耗約為 12kW 左右，其備用電池功率也需要達到該量級。

針對通信基站備電這類(lèi)雙向大功率電池備電應用 (Battery Backup Unit, BBU) 場(chǎng)景，開(kāi)發(fā)者可以將多顆 SHP8808 并聯(lián)，以實(shí)現匹配的功率輸出，同時(shí)將熱量分攤，利用系統散熱。如下圖所示，利用芯片的 SYNC 功能，可以使用三個(gè)時(shí)鐘信號，分別同步三顆 SHP8808，以實(shí)現交錯并聯(lián)工作，有利于減小輸出紋波和電容紋波電流。類(lèi)似的并聯(lián)方案還適用于電網(wǎng)削峰填谷、大型園林電動(dòng)工具備電等應用。

針對雙向大功率電池備電應用的SHP8808并聯(lián)方案

總結

如果您也有儲能系統的開(kāi)發(fā)需求，南芯科技儲能產(chǎn)品能為您的系統設計提供更多靈感與便利。