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ADI解读能源领域解决方案和应用案例

日前,在PCIM Asia 2018(上海国际电力元件、可再生能源管理展览会)上,ADI中国区能源行业市场总监程勇先生接受了《Bodo’s功率系统》杂志的采访,向我们介绍了ADI公司针对能源领域的一些解决方案和应用案例,并发表了对该市场的看法。

作者:Bodo’s功率系统杂志编辑徐敏

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ADI中国区能源行业市场总监程勇先生

记者:ADI一直致力于能源领域的技术研发,都有关注哪些具体市场应用?

程勇:我所在的能源行业市场部门,主要面向所有与电力或能源相关的应用市场,包括三大板块,一是输配电;二是智能电表,三是新能源应用,如太阳能光伏和储能,我们的业务涵盖电源转换、电池管理、隔离接口,以及相关系统参考设计。

以前ADI更多关注器件,想办法把器件精度以及性能做得越来越好。在过去几年里,ADI做了很多转变,除了关注器件升级,花了更多精力关注系统整体解决方案。除了从硬件上跟功率器件厂家合作,结合其所有器件去搭成一个子系统,并且还做了软件框架。这样,客户在完成初步验证之后,再去调试程序,做起来就会事半功倍。

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ADI在PCIM展会期间展出的新一代IsoPower DC-DC变换器

记者:不同的市场应用有什么特点?未来的发展趋势如何?

程勇:个人觉得智能电表市场非常巨大,国家电网的智能电表到目前为止总安装量已达4.5亿,而且每隔6-8年就需要更换一次,因此它的市场更新速度很快,但是挑战在于成本压力非常大。在输配电方面,由于涉及到比较大、比较复杂的设备,总的体量因此也比较大。新能源这块的体量还是比较小,但增长非常迅猛。

有两个原因促使储能市场近期比较火热,一是新能源发电大量的并网有储能的需求,二是电动汽车动力电池的退役,包括电动汽车电池的发展,导致锂电池成本逐渐下降,储能的成本也在相应下降。此外,新能源还涉及到电动汽车充电桩,公司有相应的信号链可以提供,包括这次展出的30kW DC/DC双向转换模块。

关于发展趋势,首先,随着储能的应用发展,它可能带来电压等级越来越高的要求,电压等级一旦升高,对所有隔离器件的要求也会相应提高。第二,新型开关器件也在逐步影响生态环境或者产品形态。今天展会期间很多演讲的主题都是集中在SiC、GaN这些新型开关器件。ADI虽然本身不做这些功率器件,但我们关注怎么可以更好的配合客户使用这些器件,完成客户最终系统的高可靠性、高性能的提升。这就包括器件的驱动和管理控制。一个是隔离驱动,一个是主控芯片,比如太阳逆变器里的主控芯片、充电桩里的处理器等。这些都是ADI目前关注的。

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ADI在PCIM展会期间展出的30kW DC/DC双向转换模块

记者:BMS(电池管理系统)近年来受到越来越多的关注,同时也迎来了更高的挑战,ADI针对这方面的开发有哪些进展?

程勇:我们有先进的电池管理系统。在储能电池管理方面,ADI也在关注针对锂电池用于储能的特点对系统进行优化,因为储能用的电池系统和电动汽车用的电池系统比较接近,但它们本质上有些要求不同,比如温度范围、精度要求不一样,它的特性不一样,甚至电池本身的质量也不一样。这也是开发储能电池管理系统的一个重要课题。

除了电池监控之外,ADI还有主动均衡控制产品,也可以应用于储能,这个要看具体其BMS系统,或者其整个电池系统的设计结构。此外,ADI还有无线BMS产品系列,它基于Dust Network技术。

记者:ADI有哪些成熟的能源领域的解决方案和应用案例可以和我们分享?

程勇:首先是针对下一代光伏逆变器、储能变流器和EV基础设施提供的完整的“电源转换平台”。以前客户的电源转换平台可能用DSP比较多,但是专用DSP核厂家的升级换代速度会变得越来越慢,或者说后续的更新将会越来越少。随着技术的发展,用户更多倾向于通用平台,好处是在不同供应厂商的产品方案之间切换的时候,切换成本会比较低,否则从一个DSP类型切到另外一个DSP类型或者到另一个处理器平台的成本会非常高。例如,电机控制以前是以DSP为主的主控芯片,过去几年越来越多的发展为基于ARM的MCU控制。

其次,借助ADI完整的信号链,特别是具备核心竞争力的BMS芯片,加上主动均衡器件、电量测算芯片就组成了跟电池管理相关的完整产品系列。除了电源转换部分,其中的核心是基于Coretex-M4内核和M0内核的MCU,它针对这样的应用做了特别定制。加上基于磁隔技术的门极驱动器,组成了电源转换主要的信号链路,其中还有一些充电器件、隔离的485接口、隔离的CAN总线,这些组成了ADI新能源方面主要的一些特有产品系列。

需要特别提出的是,ADI的处理器有非常丰富的资源,相比同类产品或者目前在市场上大量使用的产品,在ADC精度上有大幅度提升,这解决了太阳能光伏对控制精度的要求。还有对PWM驱动上也做了很多优化,这样便于产生更可靠、更稳定的多型输出。比如针对光伏应用,可以帮客户轻松实现电弧检测的需求。

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ADI在PCIM展会期间展出的光伏直流电弧检测方案

作为全球领先的高性能模拟技术公司,近年来,ADI以“超越一切可能”为口号,通过不断的技术创新, 以及对Linear Technology的并购,进一步加强和互补电源领域的产品线,强强联合,旨在为客户提供更完善的整体解决方案。

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