„Das umfassende Produkt-Portfolio von National im Signalverarbeitungs- und Power-Management-Bereich sowie die jahrelange Tätigkeit des Unternehmens in der PV-Industrie ermöglichen es uns, Überspannungs-Probleme in PV-Modulen zu verstehen und zu beheben“, sagte Patrick Quinn, General Manager der Solar IC Division von National. „Unser Lichtbogenerkennungs-Referenzdesign im Verbund mit den neuen ICs ist nur eines der vielen Systeme, die National für Anwendungen in sämtlichen Bereichen der PV-Branche entwickelt.“
Die SolarMagic Lichtbogenerkennungs-Firmware von National
Lichtbögen in PV-Anlagen sind überaus schwierig festzustellen, denn ein Lichtbogen hinterlässt keine eindeutig identifizierbare elektronische Signatur. Hinzu kommt, dass die stromführenden Leitungen in einer PV-Anlage überaus effektive Antennen für ein breites Spektrum elektromagnetischer Interferenzen im Umfeld des Modulfelds sind. Darüber hinaus erzeugen auch die Wechselrichter Störungen, die in die stromführenden Leitungen induziert werden. Ein ausgefeiltes Signalverarbeitungs-Konzept ist unerlässlich, um einerseits das gesamte Spektrum gefährlicher Lichtbogen-Ereignisse zuverlässig zu erkennen und andererseits Fehlalarme während des ordnungsgemäßen Betriebs der PV-Anlage zu vermeiden. National Semiconductor hat ein solches Signalverarbeitungs-Konzept entwickelt und zum Patent angemeldet. Die MBDF-Firmware nutzt dabei ein abstrahiertes Mustererkennungs-Verfahren, das dem neuesten Stand der Technik entspricht und nicht darauf angewiesen ist, dass die Lichtbogen-Signatur exakt einer strikt vorgegebenen Form entspricht.
Technische Eigenschaften des SolarMagic Lichtbogenerkennungs-Chipsatzes
Der SolarMagic-Chipsatz von National ist ein Analog Front End (AFE) bestehend aus drei hochintegrierten ICs. Der SM73201MM, ein 16-Bit-Micropower-ADC mit Abtastraten von 50 bis 250 KSPS und differenziellem Eingang, digitalisiert das Lichtbogensignal nach der Verstärkung und Filterung im AFE und sendet das daraus erzeugte digitale Signal an den Mikrocontroller. Der SM73308MG ist ein rauscharmer Operationsverstärker mit geringem Offset und Rail-to-Rail-Ausgang, der den Mittelpunkt der Referenzspannung Vref für das Lichtbogenerkennungs-AFE festlegt. Der SM73307MM, ein präziser, rauscharmer 17-MHz-Doppelverstärker mit CMOS-Eingang, dient zur Verstärkung und Filterung des Lichtbogen-Signatursignals. Eine Reihe zusätzlicher unterstützender Funktionen ist mit weiteren Power-Management-Bausteinen von National implementiert.