今年3月,全球逆變器龍頭陽(yáng)光電源光儲(chǔ)高壓2000V系統(tǒng)技術(shù)的面世,不僅叩響了光儲(chǔ)系統(tǒng)邁向“2”時(shí)代的第一槍,更再度掀起業(yè)內(nèi)對(duì)于如何確保高電壓光儲(chǔ)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性話題的探討。
眾所周知,持續(xù)降本與提升效率是光伏與儲(chǔ)能行業(yè)亙古不變的命題。從系統(tǒng)角度而言,隨著功率密度的不斷提升,大功率逆變器的電流負(fù)荷給系統(tǒng)成本、體積和電磁干擾都帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn),提高母線電壓,降低電流成為降本增效最直接有效的辦法,更高的電壓等級(jí)可以降低交直流側(cè)線損及變壓器低壓側(cè)繞組損耗,繼而減少逆變器、匯流箱以及直流側(cè)線纜的用量,從而實(shí)現(xiàn)降本增效的目的。
但硬幣的另一面,更高的電壓等級(jí)也意味著系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)關(guān)鍵設(shè)備都必將迎來(lái)更為嚴(yán)苛的性能考驗(yàn),特別是肩負(fù)系統(tǒng)安全的“主力”逆變器。
因此,光儲(chǔ)系統(tǒng)在邁向“2”時(shí)代的路上,如何確保逆變器的穩(wěn)定性成為業(yè)內(nèi)亟待思考的問(wèn)題。芯片作為逆變器的核心部件,其性能高低對(duì)逆變器的安全、穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。
光儲(chǔ)系統(tǒng)新需求下,芯片企業(yè)應(yīng)該如何滿足?國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)格局下,國(guó)產(chǎn)芯片企業(yè)又該如何打贏市場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)?作為國(guó)內(nèi)傳感器、信號(hào)鏈和電源管理芯片企業(yè)代表,納芯微有著自己的“叢林法則”。
以需求驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新,差異化打法站穩(wěn)市場(chǎng)
市場(chǎng)的肯定是企業(yè)生存與發(fā)展的關(guān)鍵,而市場(chǎng)之爭(zhēng),需求先行。
納芯微系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)理張雪霽直言,新形勢(shì)下逆變器開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵在于高集成度、高功率密度、高可靠性和低成本,對(duì)于芯片廠商而言,核心任務(wù)便是適配逆變器應(yīng)用需求,提供功率密度更高、抗干擾能力更強(qiáng),且能兼顧降本的產(chǎn)品方案。
以隔離驅(qū)動(dòng)芯片為例,傳統(tǒng)的光耦隔離驅(qū)動(dòng)芯片憑著技術(shù)出現(xiàn)較早、成熟度較高、價(jià)格偏低的原有優(yōu)勢(shì)占據(jù)著市場(chǎng)主流地位,但其存在的共模干擾抑制能力(CMTI)較差、光衰導(dǎo)致壽命及可靠性降低、傳輸延時(shí)較長(zhǎng)等問(wèn)題卻隨著行業(yè)發(fā)展變得愈加不容忽視。
光儲(chǔ)系統(tǒng)概覽
張雪霽表示,相對(duì)于傳統(tǒng)的光耦隔離驅(qū)動(dòng),基于電容隔離技術(shù)的隔離驅(qū)動(dòng)在隔離耐壓能力、傳輸速度、抗干擾能力、工作溫度范圍及壽命方面均有著明顯優(yōu)勢(shì)。以納芯微電流型輸入的隔離單管驅(qū)動(dòng)NSI6801產(chǎn)品為例,該產(chǎn)品采用雙電容增強(qiáng)隔離技術(shù),可以PIN to PIN兼容光耦隔離驅(qū)動(dòng),并提供更強(qiáng)的隔離性能;同時(shí),依托納芯微獨(dú)特的AdaptiveOOK?編碼技術(shù),NSI6801可將CMTI提升至200kV/μs(業(yè)內(nèi)平均100-150kV/μs)。
“值得一提的是,納芯微的隔離驅(qū)動(dòng)系列產(chǎn)品還有帶米勒鉗位功能的NSI6801M和帶DESAT保護(hù)功能的NSI68515,帶米勒鉗位的產(chǎn)品可以幫助更好的鉗位驅(qū)動(dòng)電壓,避免因寄生參數(shù)諧振引起的誤導(dǎo)通,帶DESAT保護(hù)的產(chǎn)品可以在過(guò)流的情況下保護(hù)功率器件不損壞,這些產(chǎn)品都能更好的適配第三代半導(dǎo)體SiC的應(yīng)用,同時(shí)提升大功率光伏逆變器產(chǎn)品的可靠性。此外,NSI6801通用系列也有多種驅(qū)動(dòng)能力輸出的版本,除了替代傳統(tǒng)光耦驅(qū)動(dòng)的小電流版本,還有最大支持到5A驅(qū)動(dòng)輸出的版本,這對(duì)于驅(qū)動(dòng)多個(gè)并聯(lián)管子的場(chǎng)景,可以幫助客戶省掉驅(qū)動(dòng)后級(jí)的圖騰柱電路,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低成本和簡(jiǎn)化外圍設(shè)計(jì)。”張雪霽說(shuō)。
據(jù)介紹,NSI6801是目前納芯微在光儲(chǔ)市場(chǎng)應(yīng)用最廣泛、出貨量最大的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品,累計(jì)出貨已超2億顆,并且在頭部光儲(chǔ)客戶系統(tǒng)中保持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,得到了市場(chǎng)的充分驗(yàn)證及客戶的認(rèn)可。
驅(qū)動(dòng)芯片之外,電流傳感器亦是逆變器的重要元件之一,主要作用是輸入/輸出電流檢測(cè)。通過(guò)使用電流傳感器,逆變器可以實(shí)現(xiàn)高精度、高穩(wěn)定性的電流測(cè)量和轉(zhuǎn)換,從而提高光儲(chǔ)系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。
納芯微霍爾電流傳感器布局
張雪霽介紹,傳統(tǒng)的逆變器通常會(huì)采用霍爾電流傳感器模塊,體積較大。對(duì)此,納芯微研發(fā)推出貼片式的霍爾電流傳感器,將電流路徑集成在一顆芯片之上,相較于霍爾電流傳感器模塊體積更小,可減少50%以上的占板面積,高度也更低。納芯微提供一系列的霍爾電流傳感器,通過(guò)對(duì)通流能力、響應(yīng)速度、采樣精度,以及抗浪涌沖擊和抗共模干擾等能力的差異化設(shè)計(jì),來(lái)匹配光儲(chǔ)應(yīng)用里不同位置的不同檢測(cè)要求,目前全系列產(chǎn)品已經(jīng)基本可以覆蓋PV側(cè)、MPPT側(cè)和AC并網(wǎng)側(cè)的所有具有電流檢測(cè)需求的地方。例如,除了最通用、市場(chǎng)應(yīng)用最多的NSM201x系列,也有響應(yīng)速度更快的NSM211x系列,以及可以支持到最大通流200A的NSM231x系列。
事實(shí)上,身處技術(shù)更新如流的芯片行業(yè),企業(yè)若想長(zhǎng)期立足,必須不斷豐富和拓展自身的產(chǎn)品品類。據(jù)了解,自數(shù)年前布局泛能源業(yè)務(wù)至今,納芯微光儲(chǔ)解決方案產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋至光伏逆變器、儲(chǔ)能變流器、光伏陣列/優(yōu)化器和儲(chǔ)能電池/BMS多個(gè)領(lǐng)域,產(chǎn)品包括SiC功率半導(dǎo)體、隔離/非隔離驅(qū)動(dòng)芯片、隔離電流/電壓采樣芯片、霍爾電流傳感器、數(shù)字隔離器、隔離接口芯片、通用Buck/LDO/電源監(jiān)控IC、通用運(yùn)算放大器、高精度電壓基準(zhǔn)源、溫濕度傳感器/壓力傳感器等全品類。
“簡(jiǎn)而言之,納芯微的芯片開(kāi)發(fā)始終圍繞應(yīng)用需求進(jìn)行,旨在為客戶提供更為完整的產(chǎn)品方案?!睆堁╈V說(shuō)。
精煉內(nèi)功,持續(xù)深耕
秉持市場(chǎng)與客戶第一原創(chuàng),堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品升級(jí)迭代之外,練好內(nèi)功,從市場(chǎng)策略、服務(wù)體系等方面全方位增強(qiáng)自身綜合實(shí)力亦是納芯微穿越周期、穩(wěn)健發(fā)展的秘笈之一。
張雪霽介紹,納芯微擁有十分強(qiáng)大的市場(chǎng)團(tuán)隊(duì),通過(guò)與客戶的緊密溝通、市場(chǎng)調(diào)研,能夠準(zhǔn)確地把握行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)以及市場(chǎng)需求變化,為公司產(chǎn)品迭代升級(jí)、結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)研發(fā)摸清方向。
服務(wù)方面,納芯微依托光儲(chǔ)行業(yè)良好的國(guó)內(nèi)外頭部客戶基礎(chǔ),積極提供戰(zhàn)略客戶未來(lái)產(chǎn)品定制合作機(jī)會(huì),圍繞客戶的應(yīng)用做產(chǎn)品創(chuàng)新升級(jí),與客戶一同定義、設(shè)計(jì)可以增強(qiáng)客戶系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。
以數(shù)字隔離器為例,若要在1500V系統(tǒng)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)15mm爬電距離需求,傳統(tǒng)封裝的數(shù)字隔離器只能依靠串聯(lián)2個(gè)8mm爬電距離隔離器+1個(gè)額外電源的方式,或者靠增加點(diǎn)膠工序來(lái)提升爬電距離,物料成本增加、可靠性不足。納芯微通過(guò)創(chuàng)新封裝工藝,推出超寬體封裝數(shù)字隔離芯片NSI824x,單顆芯片便可提供長(zhǎng)達(dá)15mm爬電距離,完全滿足客戶對(duì)光伏或充電樁等1500V高壓母線應(yīng)用需求,并實(shí)現(xiàn)降本。
不僅如此,納芯微還基于自身產(chǎn)品特點(diǎn)及客戶需求,直接為客戶提供系統(tǒng)電路的參考設(shè)計(jì),并提前幫助客戶進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證,讓客戶在與納芯微的合作中更安心、更放心。
納芯微“可靠 可信賴”的質(zhì)量方針
踐行“可靠、可信賴”的價(jià)值觀,納芯微非常重視產(chǎn)品質(zhì)量,建立了完備的質(zhì)量管理體系與規(guī)范,貫穿產(chǎn)品從定義、設(shè)計(jì)、研發(fā)到制造的全生命周期,并通過(guò)組織能力建設(shè)和流程IT流程化建設(shè)等來(lái)確保具體質(zhì)量體系的落實(shí)和執(zhí)行。
更值得一提的是,納芯微還積極參與行業(yè)協(xié)會(huì)、標(biāo)準(zhǔn)組織等機(jī)構(gòu)的活動(dòng),通過(guò)參與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定,確保自身的技術(shù)和產(chǎn)品符合行業(yè)規(guī)范,提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí),推動(dòng)國(guó)產(chǎn)芯片的標(biāo)準(zhǔn)化。
海外方面,2023年以來(lái),國(guó)內(nèi)光儲(chǔ)市場(chǎng)階段性調(diào)整背景下,高需求、高利潤(rùn)的海外市場(chǎng)被視為光伏、儲(chǔ)能企業(yè)穿越洗牌周期的支點(diǎn),越來(lái)越多的企業(yè)將產(chǎn)品出貨重心移至海外,甚至選擇海外建廠。
張雪霽表示,納芯微的產(chǎn)品已經(jīng)被國(guó)內(nèi)光儲(chǔ)頭部企業(yè)廣泛采用,并跟隨客戶的終端產(chǎn)品出口至海外市場(chǎng)。2023年納芯微境外收入占比已經(jīng)提升至12.35%,始終保持著良好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
逐光而行方致遠(yuǎn),應(yīng)需而動(dòng)方成事。未來(lái),光儲(chǔ)系統(tǒng)走向更高壓化已是必然趨勢(shì),芯片企業(yè)何以行穩(wěn)致遠(yuǎn)?納芯微已經(jīng)給予答案。