随着全球能源结构向清洁化、智能化转型，光伏+储能+充电（光储充）一体化解决方案成为行业热点。在这一领域中，微控制器（MCU）和电池管理系统（BMS）芯片作为核心控制单元，分别承担系统智能化管理和电池安全高效运行的关键任务。国民技术MCU与BMS芯片产品凭借其高性能、低功耗和高检测精度等优势，正推动光储充系统向更高效、更可靠的方向发展。 

6月12日，在全球光储融合前沿技术大会上，国民技术市场总监刘亚明与行业专家、用户代表展开深入交流，重点探讨N32系列MCU及 NB系列 BMS AFE产品在光储充领域的应用优势。会议聚焦如何通过高运算性能和高检测精度的芯片技术提升能源管理效率、优化系统运行性能，并打造更安全可靠的用户体验。  

国民技术N32 MCU产品家族已形成完整的32位微控制器产品矩阵，包含38个产品系列、近300款型号，全面覆盖Cortex-M0/M4/M7内核架构，主频范围48 MHz至600 MHz，在业内具有先进的工艺制程、创新性的双核异构构架以及广泛的全栈产品覆盖等优势。

刘亚明在本次演讲中详细解析了国民技术MCU产品在光储充领域的技术优势：

在光储充系统中，能源的高效转换与管理至关重要。MCU通过精准的算法控制，实现光伏MPPT（最大功率点跟踪）优化、电池储能智能管理（BMS）和充电桩动态功率分配。N32 MCU高算力（最高主频600 MHz，性能达1284 DMIPS）、高精度（100 ps超高分辨率PWM输出）和实时响应能力（支持Flash加速单元实现零等待执行程序），确保能源流动更高效，系统运行更稳定。

光储充系统通常需要7×24小时运行，MCU的低功耗特性可大幅降低待机功耗，可以帮助光储充系统减少能源浪费，提升整体能效。 N32 MCU在低功耗设计方面支持：

— 休眠模式唤醒：N32 MCU支持RUN、SLEEP、Stop0、Stop2、Standby、VBAT等工作模式，根据工作场景切换工作模式，减少无效能耗。

— 动态电压调节：可根据负载情况调整MCU运行频率和电压，优化能耗比。

N32 MCU最大集成了高达4MB Flash存储空间，1.5MB的SRAM空间，便于运行各种高效的能源计量与管理算法，除此之外集成了丰富的外设资源，如ADC、DAC、CMP等模拟外设，内部集成多个UART、USB、CAN/CAN FD和Ethernet等通信接口，让系统设计更灵活。

光储充系统对安全性和实时性要求极高，MCU的实时性与安全性保障了光储充系统的可靠性与智能化。

N32 MCU提供：  

— 硬件级保护机制：多种芯片内硬件级保护机制、时钟失效监测等故障的快速检测与关断机制。  

— 数据加密与安全启动：防止黑客攻击，保障用户数据和设备安全。  

国民技术为光储充市场提供完整的芯片级解决方案，通过MCU+BMS芯片协同创新，构建安全高效的能源管理系统。

产品矩阵与技术优势：

BMS AFE芯片NB1802：高精度电池监测前端。

— 支持6-18串电芯监控。

— ±1.5 mV电压检测精度（-20 ℃~60 ℃）。

— 350 mA大电流被动均衡，最长90小时离线均衡。

— 1.5 Mbps菊花链通信，支持62颗级联。

— 10路GPIO或模拟输入,支持灵活配置Busbar测量通道。

NBT02：专用桥接芯片，支持环形拓扑通信。

NB1802与NBT02芯片将于年底发布。

主控芯片：N32H474

优势：

— 高性能：ARM Cortex-M4F@200 MHz，性能达250 DMIPS ,支持 DSP 指令和 MPU, 支持Flash加速单元实现零等待程序执行。

— 高精度定时器资源：1xSHRTIM (125 ps)、3xATIM(5 ns)、10xGTIM（5 ns/5.56 ns）。

— 高性能模拟：4x12-bit 4.7Msps ADC、8x12-bit DAC、4xPGA、7xCOMP。

— 高安全：支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制，支持安全启动，支持多种硬件加密算法。

应用特点：

主控芯片实时采集电压、电流及温度数据，通过磁耦合器模块（RSM）依据SunSpec协议传输至快速关断器（RSD），触发光伏组件电气解耦，确保30秒内电压降至安全范围。

逆变器应用

主控芯片：1xN32H765+ 2xN32H473

优势：

N32H765

—高性能：ARM Cortex-M7@600 MHz，性能达1284DMIPS，双精度浮点运算单元，支持DSP指令和MPU，支持Flash加速单元实现零等待程序执行。

— 高精度定时器资源：2x16-bit SHRTIM (100 ps)、4x16-bit ATIM(3.3 ns)、10x16-bit GTIM、4x32-bit BTIM、5x16-bit LPTIM。

— 高性能模拟外设：3x12-bit 5 Msps ADC（支持16-bit硬件过采样，支持单端和差分模式）、6x12-bit DAC、 4xCOMP。

— 丰富的数字接口：15xU(S)ART、8xCAN FD。

— 高安全：支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制，支持安全启动，支持多种硬件加密算法。

N32H473

— 高性能：ARM Cortex-M4F@200 MHz，性能达250 DMIPS,支持 DSP 指令和 MPU, 支持Flash加速单元实现零等待程序执行。

— 丰富的定时器资源： 3x16-bit ATIM(5 ns)、10x16-bit GTIM、2x32-bit BTIM、2x16-bit LPTIM。

— 高性能模拟外设：4x12-bit 4.7 Msps ADC、8x12-bit DAC、4xPGA、7xCOMP。

— 丰富的数字接口：8xU(S)ART(其中三个UART支持任意I/O映射), 2xCAN FD（任意I/O映射）。

— 高安全：支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制，支持安全启动，支持多种硬件加密算法。

应用特点：

主控MCU实现核心控制功能，包括： 

— MPPT（最大功率点跟踪）

● 支持4路MPPT，独立优化，适配不同朝向/倾角/阴影遮挡的光伏组串，提升发电效率。

● 21A大电流输入，兼容182/210大尺寸高效组件，支持1.1倍直流超配，最大化利用组件功率。

— DC/AC转换控制

● 采用高效IGBT/SiC MOS拓扑，转换效率高达98.6%，降低能量损耗；支持宽电压输入范围（200 V~1000V DC），适应不同光照条件下的组件输出。

集中式架构储能方案

芯片型号：

MCU：N32H47x/N32G45x

BMS AFE：NB1802

菊花隔离链通信芯片：NBT02

方案特点：

— 稳定检测电池包电压和温度。

— 电压精度±1.5 mV(常温)，±3 mV(-40 ℃~125 ℃)；温度精度0.5 ℃~1 ℃。

— 高可靠性菊花链（环状）通信，支持正向/反向唤醒。

— 支持BusBar电压采集（-1 V ~5 V），通道灵活可配。

— 低功耗

Active: 10 mA，

Shutdown: 15 uA。

数字电源方案

主控芯片：N32H474

优势：

— 高性能：ARM Cortex-M4F@200 MHz，性能达250 DMIPS ,支持 DSP 指令和 MPU, 支持Flash加速单元实现零等待程序执行。

— 高精度定时器：支持12通道125ps超高分辨率相位可调的PWM输出。

— 高集成度外设：4x12-bit 4.7 Msps ADC、8x12-bit DAC、4xPGA、7xCOMP、3xCAN FD。

— 高安全：支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制，支持安全启动，支持多种硬件加密算法。

应用特点：

单芯片实现500-5000W的多相FPC+LLC数字电源控制。

交流充电桩应用

主控芯片：N32G457

优势：

— 最优效能成本比：ARM Cortex-M4F@144MHz，性能达180DMIPS，支持Flash加速单元实现零等待程序执行。

— 高集成度：7xU(S)ART、3xSPI（2个支持I2S）、4xI2C,1xUSB2.0、2xCAN2.0。

— 高安全：支持外部高速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制，支持安全启动，支持多种硬件加密算法。

应用特点：

N32G457作为整机控制器，实现充电枪状态检测、功率控制、充电模块温度监测、电量计量、语音播报，并通过4G或以太网将数据上传至服务器。

直流充电桩应用

主控芯片: N32H474

优势：

— 高性能：ARM Cortex-M4F@200 MHz，性能达250 DMIPS ,支持 DSP 指令和 MPU, 支持Flash加速单元实现零等待程序执行。

— 高精度定时器资源：支持12通道125 ps超高分辨率相位可调的PWM输出。

— 高集成度外设：4x12-bit 4.7 Msps ADC、8x12-bit DAC、4xPGA、7xCOMP、3xCAN FD

等通信接口。

— 高安全：支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制，支持安全启动，支持多种硬件加密算法。

应用特点：
— 控制充电启停、预充电（避免电流冲击）、恒流（CC）/恒压（CV）模式切换，确保符合国标。

— 实时高精度调整PWM占空比，精确控制输出电压（200V-1000V）和电流（0-400A）。

— 通过 CAN总线与车辆BMS交互，获取电池SOC、温度、最大允许充电电流等参数，动态调整充电策略。

— 具备过欠压保护、过流保护、绝缘监测、温度保护和急停等功能。              

附录：光储充应用MCU推荐型号主要参数对比