光伏快速关断功能，一般是为了满足屋顶光伏系统的消防安全，实现光伏组件级关断而设计。光伏系统的快速关断，是快速关断每一块光伏组件之间的连接，由美国国家电工规范(National Electrical Code，简称NEC) 提出。在最新2020版的《组件级自我关断解决方案》标准中，提出了 “光伏危险控制系统”。新标准要求光伏系统中需具有“光伏危险控制系统”，即光伏系统在危急情况下时，是一个可控制的状态。利用“光伏危险控制系统”实现组件级别的关断，在快速关断启动后30S内，消除光伏系统阵列中存在的直流高压，界限范围内电压降低到80V以下。降低触电风险、解决光伏系统中存在的“施救风险”。
图1、快速关断器标准
快速关断的功能需要两个设备——一个信号发射器和一些接收器。发射器负责将快速关断电源线信号传递到光伏组件阵列和逆变器之间的直流导线上，接收器负责检测这些导体上的信号：
当信号存在时，接收器保持不动作的状态，组件正常工作;
当信号消失时，接收器负责在指定时间内将光伏组件阵列电压降低到标准限制的电压以下，从而实现快速关断功能。
图2、安全关断系统图
通常微型逆变器集成快速关断功能;集中式逆变器和组串式逆变器不具备组件级快速关断功能，这两种就需要加装特定装置才可以实现组件级快速关断功能。组件级快速关断设备的使用是目前最简单、成熟且可以实现这一要求的方式。
图3、组件级快速关断设备
组件级关断器是一种可实现组件级快关断的装置，研发设计需符合美国SunSpec认证要求，符合美国NEC 2017&2020(690.12)要求;体积更小、重量更轻，更方便的安装在光伏组件边框或黏贴在组件背板上。我们针对昱能450W组件快速关断器(型号：OPT700-RS)拆解后的硬件组成做个分析：
表1、OPT700-RS部分元器件总结一下，除了昱能采用自研芯片方案，市面上还有数明半导体、力合微、芯象半导体、国民技术、门海微、兆易创新等厂商提供关断器方案：1、数明半导体的SiLM6000是一颗高集成度ASIC光伏安全关断芯片，具备组件级快速关断功能。集成了电源管理、SunSpec协议的PLC信号解析、逻辑控制单元、MOSFET驱动、以及关断状态下1V低电压输出等功能，采用电力载波通信技术(PLC)实现对光伏板的即时控制，无需额外布线，即插即用。
2、力合微的LME2990是一颗通过了SunSpec PLC通信规范测试认证的PLC光伏组件快速关断芯片，可广泛应用于分布式光伏快速关断器、或具有关断功能的光伏组件智能接线盒以及光伏发电快速关断主机端。
3、芯象半导体主控-计算-通信一体化PLC-IoT芯片SIG996，配置业内超高规格主控+计算双内核，芯片底层支持高速电力线载波通信技术，自适应组网，兼容国内电力行业标准以及国际IEEE1901.1标准，提供高精度FFT运算库。基于SIG996开发的光伏监控模组，可广泛应用于光伏组件关断器、监控器和光伏优化器。
4、国民技术的N32G430、N32G435等系列产品的功能与性能满足光伏关断器主控MCU要求，并且已经得到量产使用。
5、门海微的GS2000 HPLC芯片集成了32位CPU、SRAM和ROM、丰富的外设接口(I2C 、GPIO、UART、 SPI、PWM)、灵活可靠的PLC MAC、基于OFDM调制解调的PLC PHY等功能。GS-RSD-80-20S是一款快速关断器，可与单个组件级联连接，实现组级快速关断功能，达到光伏发电系统安全稳定运行的目的。 GS-RSD-80-20S采用SunSpec专用基带芯片, 损耗低，效率高，稳定可靠，满足 NEC2017 、NEC2020与 SunSpec认证要求，能有效确保光伏系统安全运行。
6、兆易创新的GD32E230系列MCU具备高性价比、低功耗、ADC采样分辨率高、外设接口丰富等优势，通过电力载波的方式进行通信，可以实现快速关断功能。
光伏快速关断器在电气和硬件设计方面，隶属于电力电子领域，对稳定性、可靠性和安全性方面要求会比消费类电子略高，相应的芯片选型和项目设计工作会更难。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平台，过去数年已积累了丰富的优势货源。我们聚焦服务元器件长尾客户群，让每一家芯片原厂或分销商的每一款芯片，在Design In、Design Win和流通中更高效，帮助工程师的方案选型、试样及采购，为电子产业供需略尽绵薄之力。
芯片/模块供需，欢迎常来 www.iczoom.com 看看。
热门跟贴