近期,工信部科技司公示了一項名為《移動電源安全技術規范》的強制性國家標準(報批稿)。據悉,該標準有效填補了移動電源領域專用標準的空白,覆蓋便攜式移動電源(俗稱:充電寶)與便攜式儲能電源(部分俗稱:戶外電源),對推動產業高質量發展與公共安全治理增效、破除行業的“重成本輕安全”傾向具有重要意義。
其中,便攜式儲能電源(戶外電源)是指質量不超過18kg,由高密度鋰電池或電池組、相應電路及外殼組成,可結合太陽能電池板使用,配有220V交流輸出端口與Type-C(低壓)、USB(低壓)等多種接口,可提供穩定直流或交流輸出,電池或電池組總額定能量大于160 Wh的一種小型儲能設備。
在實際應用中,由于便攜式儲能電源內部同時存在強電與弱電電路,故此,為保障人身及用電設備安全、降低電磁干擾、提升信號傳輸穩定性并滿足相關安規認證需求,工程師通常會在系統內部集成數字隔離器等隔離器件,以構建可靠的電氣隔離體系。
數字隔離器,如何解決便攜式儲能電源的用電隱患?
如下圖方案所示,便攜式儲能電源系統通常由能量轉換、能量存儲、能量管理、邏輯控制、安全保護及對外通訊等多個功能模塊共同構成。
在該系統中,數字隔離器主要負責在各功能模塊之間構建可靠的電氣隔離通信通道,從而阻斷電氣噪聲、浪涌、地電位差等不良干擾,使控制單元、功率變換單元與電池管理系統在復雜環境條件下仍能夠具備穩定、準確的數據傳輸能力。
一種便攜式儲能電源系統的常見電氣隔離方案示意圖
這種隔離方式不僅能夠顯著抑制功率器件高速開關和瞬態浪涌所帶來的共模干擾,增強通信鏈路的數據完整性與抗干擾能力,還能在發生異常或故障工況時,防止高壓側能量通過信號通道反向侵入低壓控制側,提升便攜式儲能電源系統的安全性能。
可以說,對于便攜式儲能電源這種強電與弱電高度共存、工作環境多變的電氣系統而言,數字隔離器不僅是保障其多功能模塊協同運行的關鍵元件,也是避免地環路問題、提升整機可靠性和安全等級的基礎技術支撐。
CMT系列數字隔離器,便攜式儲能電源的電氣安全之“芯”
隨著便攜式儲能電源在安全法規與系統可靠性方面的要求不斷提高,電氣隔離設計已成為整機架構中的關鍵環節——尤其在強弱電并存、高頻開關和復雜工況下,隔離器件的耐壓能力、抗干擾性能及長期穩定性,都直接影響著系統安全與運行可靠性。因此,選擇性能成熟、指標均衡的數字隔離器,已成為工程設計中的重要考量。
例如,華普微依托成熟射頻芯片設計經驗與先進制造工藝所自主研發的CMT系列數字隔離器就是采用電容耦合技術路線,具備__高隔離耐壓、高共模瞬變抗擾度(CMTI)、高傳輸速率、低傳輸延遲、低功耗及長期可靠性__等優勢的電氣安全之“芯”。
CMT812X、CMT804X、CMT826X是一系列具備不同通道數與信號方向配置的標準數字隔離器。
它們可有效阻斷高壓系統中的浪涌、電磁干擾及共模噪聲對低壓邏輯電路的影響,并確保數字信號能精準、高效、安全地傳輸至接收端中,尤其適用于對安全性、抗干擾能力和系統穩定性要求較高的便攜式儲能電源系統。
CMT8602X是一系列具備3.75/5.75kVrms隔離耐壓、CMTI≥±150kV/μs,擁有4A峰值拉電流和6A峰值灌電流的隔離驅動芯片。
它們能驅動高達5MHz開關頻率的功率器件,具有一流的傳播延遲和脈寬失真度,可有效降低開關損耗并改善系統效率。
同時,其還可有效阻斷高壓側的共模噪聲與瞬態串擾向控制側耦合,避免誤觸發與控制異常,顯著提升功率級與控制級協同工作的安全性與可靠性。

CMT10XX、CMT8308X是一系列集成了CAN接口與RS-485接口的隔離接口芯片。
它們在單芯片內實現了數字隔離與物理層接口功能的高度集成,可直接構建隔離型通信鏈路,有效抑制共模干擾與地電位差對總線信號的影響,避免高壓側異常電壓經通信線路傳導至控制與外設端口。
在復雜電磁環境下,這些隔離接口芯片仍可保障差分信號的完整性與時序一致性,確保數據傳輸的穩定性,特別適用于對通信魯棒性與系統安全性要求較高的便攜式儲能電源系統。
審核編輯 黃宇
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