來源：納芯微電子

2025年，“2000V”成為光伏與儲能領域的熱詞。繼600V、1000V、1500V之后，行業正加速邁向更高電壓平臺。隨著器件耐壓、絕緣與標準體系的完善，更高母線電壓正成為提升功率密度與系統經濟性的關鍵方向。

電壓提升的背后，安全挑戰同步升級。隔離芯片作為系統的核心防線，既防止觸電風險，又保障設備穩定運行。數字隔離器、隔離驅動、隔離采樣與隔離接口等多類器件協同作用，以確保高低壓間信號傳輸與絕緣安全的可靠性。

納芯微基于雙邊增強隔離電容與Adaptive OOK 調制技術，構建通過多項國際安規認證的“隔離+”產品體系，為全電壓范圍與全功率段的光伏與儲能系統提供高可靠、高性能的系統級解決方案。本文將聚焦兩個方向：一是解析電壓升級背景下隔離類器件在絕緣設計與安規標準的最新變化；二是探討 2000V 與 500+kW 級光儲系統中，功率拓撲、驅動與采樣架構的技術演進。

01面對光儲新絕緣安規

隔離類器件耐壓、寬度如何變化？

母線電壓升高的原因主要有兩點：

光伏板能力持續增強，輸出電壓和功率不斷提升；

根據功率公式（P = U × I），在功率不變的情況下，電壓升高可使得電流減小，從而降低導線橫截面需求，節省整體系統成本。

母線電壓升高，會導致隔離類芯片的工作電壓要求提高。納芯微在售隔離類器件已經支持最高達2121Vdc工作電壓的穩定運行，可幫助實現2000V系統下的基本絕緣。同時，納芯微已經在開發能力更強的隔離技術，可在更高的Vdc下可靠運行。

另一方面，防觸電絕緣系統的 CLR（絕緣間距）和 CPG（爬電距離）至關重要。CLR 防止瞬態電壓產生空氣電離或電弧（短期），CPG 防止在工作電壓下產生絕緣擊穿或漏電起痕（長期）。一般來說，芯片的寬度需要同時大于等于安規對應用場景下的CLR與CPG的要求。

隨著母線電壓升高，絕緣需求增加，常規爬電距離的芯片難以滿足安全標準，寬體甚至超寬體設計成為必然選擇。目前，納芯微已有多款基于專利Adaptive OOK調制技術的寬體與超寬體隔離器件，例如超寬體數字隔離器NSI82xx、超寬體隔離驅動NSI6801EC等，可適用于2kV超高母線電壓平臺。

NSI82xx系列選型表

NSI6801功能框圖與Pin腳定義

同時，多款集成隔離功能與隔離供電功能的通訊接口芯片（如RS485 NSI8308xE、CAN NSI1042、NSI1050、NSI1052）也可滿足不同應用需求，系統性幫助客戶差異化實現系統集成化與低成本。

RS485 NSI8308xE 選型表

NSI1042、NSI1052Pin腳定義

022kV與500+kW：光儲場景拓撲與

功率器件、驅動、采樣如何變化？

在 600V 至 1500V 進化路徑中，組串式系統的 MPPT 級和逆變級拓撲已從 Si 兩電平演進成 Si 三電平或 SiC 兩電平，系統功率也從 100+kW、200+kW 持續提升至 300+kW。當前，業內針對2000V系統推出的初代組串式光伏逆變器與儲能變流器產品普遍已經達到450kW左右。在2000V系統下，大型組串式系統單機功率將快速推進到500+kW級別。

更高的輸入電壓和功率要求，將直接影響系統方案設計：

系統架構上，MPPT數量、串數及單路功率隨系統規模不斷提升，保證高效能量轉化與功率跟蹤。

拓撲結構持續進化，功率器件耐壓與通流等級不斷提升、驅動方案做出調整。

近年來，SiC碳化硅器件因其高耐壓、高開關速度、低損耗、高過載能力等優勢開始嶄露頭角。隨著光伏與儲能系統的持續進化與SiC器件的持續普及，下一代的光伏與儲能逆變器系統將更為廣泛地應用SiC器件。針對SiC特性，納芯微推出了優化的隔離柵極驅動解決方案（如NSI660x系列），能夠滿足系統高壓、高效率升級需求。納芯微同時還提供電流型輸入的隔離柵極驅動器（如NSI6801系列），以高速響應、高拉灌電流能力以及強抗擾能力應對更復雜的電磁環境與設計，確保整機系統的高效穩定運行。

納芯微隔離驅動功能框圖

高壓側電流檢測的可靠性與精準度直接影響系統效率與安全。更大的功率帶來更高的電流與更具挑戰的電磁環境，更先進的功率器件帶來更快的暫態特性。這需要電流檢測擁有更高的通流、更高的信噪比與抗干擾性、更高的帶寬。

現有光儲系統中基于半導體芯片的電流檢測方案可分為兩類：

基于霍爾原理的電流傳感器，通過磁場耦合實現天然隔離，簡化高低壓絕緣設計；

基于分流器的采樣方案，需搭配隔離運放或調制器完成電氣隔離，但精度更高、非線性度更低、溫漂和失調電壓特性更優，同時能有效抵御外部磁場干擾，是高精度場景優選方案。

為應對更大的工作電流，納芯微霍爾電流傳感器NSM201x系列采用隔離的方式將±65A以內的電流轉換成線性電壓輸出，適用于多種隔離電流采樣場合，滿足光伏組串式逆變器DC輸入側MPPT（最大功率點）跟蹤的電流檢測。其升級版本NSM201x-P系列今年發布，能顯著降低靈敏度誤差與漂移、零點誤差與漂移，同時大幅提升了EMC（電磁兼容性）抗干擾能力。

NSM201x-P系列全溫度范圍內零點誤差和靈敏度誤差

批量數據分布情況

與此同時，在更具挑戰電磁環境下，納芯微NSI13xx系列電流采樣芯片提供適配性解決方案：增強隔離型運放NSI1300、NSI1200及Sigma-delta調制器NSI1306可精準用于相電流采樣；NSI1311則以高輸入阻抗與2V線性輸入范圍，滿足直流母線電壓檢測需求，為MPPT DC-DC在高壓環境下提供可靠信號支撐。

NSI1311 功能框圖

樣品申請

納芯微從“隔離”邁向“隔離+”，以全生態產品矩陣構筑系統安全防線。“+”不僅意味著超越基礎隔離標準的安全保護，為客戶系統打造更堅固的高低壓屏障，也代表完整的產品生態——以成熟的電容隔離技術 IP 為核心，涵蓋數字隔離器、隔離驅動、隔離采樣、隔離接口和隔離電源，實現一站式解決方案，深度賦能大功率光儲充系統等核心場景。

隨著母線電壓從600V提升至2000V，光伏逆變器面臨更高電壓應力與功率密度挑戰，納芯微“隔離+”產品矩陣配合 SiC/IGBT 功率器件，為系統在高壓環境下提供精準、高效、穩定的運行保障，為光伏與儲能系統安全升級提供堅實支撐。

針對本文提及產品，可訪問 www.novosns.com 進行樣片申請；如需進一步咨詢，可郵件至 sales@novosns.com。

納芯微電子（簡稱納芯微，科創板股票代碼688052）是高性能高可靠性模擬及混合信號芯片公司。自2013年成立以來，公司聚焦傳感器、信號鏈、電源管理三大方向，為汽車、工業、信息通訊及消費電子等領域提供豐富的半導體產品及解決方案。

納芯微以『“感知”“驅動”未來，共建綠色、智能、互聯互通的“芯”世界』為使命，致力于為數字世界和現實世界的連接提供芯片級解決方案。