版主信息与通信 2024-12-17

南芯科技升降压充电芯片在三种储能场景中的应用

随着太阳能、风能等可再生能源的蓬勃发展，储能技术成为有效存储这些间歇性能源、满足连续且不断变化的能源需求的重要手段。目前，储能已发展出家庭储能、电网储能、移动储能、工商业储能等不同场景的形态，成为能源基础设施不可或缺的重要组成部分。要实现储能系统对能量的高效转换与利用，离不开高性能的电源管理芯片。在储能领域，南芯科技专门打造了升降压充电芯片 SC8808/SHP8808 及升降压转换器 SC8708，凭借更高效率、更集成的设计和更便捷的使用，覆盖多个储能场景。

光伏储能系统 & 光伏优化器：单芯片方案

目前市场上常见的储能电池充电方案通常采用分立器件和 MCU 数字控制器，存在系统开发周期长，外围电路复杂等问题。SC8808/SHP8808 集成了多种控制逻辑和算法，如下图所示，开发者仅需外接必要的 MOS 管和电阻即可实现高效的储能充放电系统，无需分立方案中 MCU、驱动芯片、电压/电流运动、比较器等器件。考虑到光伏与储能的一体化应用，这两颗芯片还内置了 MPPT 算法，可高效灵活地实现光伏电池的最大功率点跟踪。

其中，SC8808 主要应用于户外储能和阳台储能系统，而 SHP8808 主要应用于工业储能系统。

光伏储能系统分立控制方案

光伏储能系统 SC8808/SHP8808 单芯片方案

配电终端单元：高效利用电容能量

配电终端单元 (Distribution Terminal Unit, DTU) 通过采集、传输、处理配电系统中的各种数据，以实现远程控制和管理，在电力自动化系统中发挥着核心作用。2020 年，我国配电自动化线路覆盖率达成 90%，DTU 拥有广阔的市场空间，如何实现高效的能量转换成为降本增效的关键。

如下图所示，传统方案 DTU 备电模组的放电范围仅 61V-40V，考虑到后级负载供电要求，需要采用 24 串单个电容为 500F 的超级电容模组，无法充分利用电容能量，造成系统浪费。通过在电路中添加 SC8708 或 SHP8808，可以将放电深度转换至 20V 以下，系统仅需 350F 的 24 串电容即可满足后级负载要求，大幅降低整体 BOM 成本。使用 SHP8808 还能同时实现充电和放电。

左：电力 DTU 供电传统方案（61V 放电至 40V）

右：电力 DTU 供电推荐方案（61V 放电至 20V）

通信基站备电：并联支持大功率应用

通信储能主要用于 4G、5G 等通信基站的备用电源，在停电或电压波动期间维护通信网络，确保不间断连接及可靠的通信服务。据公开数据，5G 基站（兼容 3G 和 4G）的电源功耗约为 12kW 左右，其备用电池功率也需要达到该量级。

针对通信基站备电这类双向大功率电池备电应用 (Battery Backup Unit, BBU) 场景，开发者可以将多颗 SHP8808 并联，以实现匹配的功率输出，同时将热量分摊，利用系统散热。如下图所示，利用芯片的 SYNC 功能，可以使用三个时钟信号，分别同步三颗 SHP8808，以实现交错并联工作，有利于减小输出纹波和电容纹波电流。类似的并联方案还适用于电网削峰填谷、大型园林电动工具备电系统等应用。