原创 数字隔离器：藏在户用光储系统里的 “隐形守护者”

近年来，随着全球能源转型和清洁能源行业的快速发展，户用光伏系统的装机量正呈逐年上升态势。

同时，为了应对居民用电价格的显著上涨以及峰谷电价差异的持续扩大，在户用储能单元可大幅降低用电成本的背景下，各国正在大力扶持光伏配储政策，户用光储系统已逐步成为普通家庭应对电价波动与电网停机的经济之选。

据高工产研储能研究所（GGII）统计数据显示，2024年全球户用储能装机规模约14GWh，GGII预计2025年全球户用储能市场规模将以25%的增速发展，装机规模将达到17.5GWh，整体增长趋势显著。

而这也从侧面反映出了户用储能行业前景火热，其已成为光储产业链中不可或缺的重要一环。

值得一提的是，由于户用光储系统是一个涉及高低压混合的电气系统，且需要进行人机交互，因此必须采取电气隔离措施。而数字隔离器就是户用光储系统实现电气隔离的重要硬件，其不仅能在物理层面上阻断高压电气对敏感设备及操作人员造成的安全隐患，还能在信号层面上保障数据传输的稳定性与精准性。

家庭微电网，户用光伏储能系统

户用光储系统是一种集成太阳能光伏发电与电池储能的家庭能源解决方案，通过屋顶光伏组件将太阳能转化为电能，供家庭负载使用，并将多余电能储存于电池中，在夜间、阴天、用电高峰或电网断电时释放使用，实现能源的自发自用、削峰填谷和应急备电功能。

一种户用光储系统结构示意图（离网）

如上图所示，户用光储系统主要由光伏组件、储能电池、储能变流器/逆变器及监控管理系统等部分组成，其中光伏组件的作用是将太阳能转化为直流电能，并通过变流器（PCS）给储能电池充电或给负载供电；储能电池的作用是储蓄来自光伏组件或电网用电低谷时的电能；变流器（PCS）的作用是提供交直流的双向转换能力。

户用光储系统是家庭能源革命的标志性方案，通过“光伏发电+电池储能+智能控制”三要素协同，实现经济性、可靠性、环保性的三重跃升。

现阶段，随着技术迭代与政策加码，户用光储系统正从高端需求走向普惠应用，成为全球家庭实现能源自主的核心路径。

数字隔离器，家庭微电网的“安全护卫”

华普微，作为中国本土在Sub-GHz射频领域打磨了二十余载的老牌自研芯片企业，其自主研发的特殊射频芯片--即电容耦合数字隔离器，采用OOK调制技术，能够在芯片左右两侧的微距离上实现射频信号的传输与接收，其不仅能有效阻断户用光储系统中高压浪涌与短路漏电等不良电气现象，还可保障户用光储系统在复杂环境下拥有稳定可靠的信息传输能力。

电容耦合数字隔离器信号传输过程示意图（单通道）

在户用光储系统中，CMT812X、CMT804X与CMT826X等基础数字隔离芯片通常被应用于电网/光伏组件充电与储能变流器（PCS）之间、PCS与家用电器之间、储能电池与PCS之间的电力线路中，用以防止不同电位的电路之间的直接电气连接，避免电气干扰、噪声和浪涌等从一侧电路传导到另一侧，保障各部分电路的电气安全和稳定运行。

CMT104X、CMT810X、CMT8308X等隔离接口芯片通常被应用于PCS与能量管理系统（EMS）之间、EMS与电力监控系统之间、BMS与EMS之间的通信电路中，用以确保确保在复杂电磁环境下，不同子系统间的数字信号（如SPI、I2C、UART等接口信号）能准确、可靠地传输，避免信号失真、干扰和误码。

CMT1300X、CMT1306X等隔离ADC/运放芯片通常被应用于BMS对储能电池组的电压、电流、温度等参数的采样线路以及PCS对直流充电、直流放电电流/电压的采样线路中，用以在存在高电压、大电流以及强电磁干扰的环境下，准确地采集相关的电气参数（如电压、电流等）和状态参数（如温度等），为系统的控制和保护提供准确的数据依据。

CMT8602x、CMT8603x等隔离驱动芯片通常被应用于PCS内部功率器件（如IGBT、MOSFET等）的驱动电路以及BMS对储能电池组内某些继电器或开关器件的控制线路中，用以提供足够的驱动能力和隔离的驱动信号，确保功率器件能快速、稳定地导通和关断，实现高效的电能变换和控制。

展望未来，随着户用光储系统向更高电压等级、更高功率密度和更深度智能化等方向持续演进，数字隔离器作为其实现高低压之间电气隔离与系统安全运行的重要手段，亦将在隔离电压、CMTI、ESD保护、传输速率与传输延迟等关键性能指标上做出持续突破，为全球家庭能源解决方案注入更强大的安全性与竞争力，助力实现更清洁、更智能与更具韧性的可持续能源未来。