新能源充電樁當(dāng)中光耦隔離的重要作用

新能源汽車之風(fēng)已經(jīng)吹遍全球，我國(guó)也開(kāi)始逐漸支持新能源汽車的制造與配套設(shè)施的建設(shè)。因此現(xiàn)階段可以說(shuō)是充電樁和新能源汽車的爆發(fā)期，一些傳統(tǒng)的技術(shù)也加入到這一新興市場(chǎng)中，以光耦隔離為例，采用光耦隔離的電路便能實(shí)現(xiàn)更好的安全性，本文就將對(duì)這種技術(shù)進(jìn)行介紹。

充電樁可以為新能源汽車提供充電服務(wù)，類似于加油站里的加油機(jī)。其可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑(公共樓宇、商場(chǎng)、公共停車場(chǎng)等)和居民小區(qū)停車場(chǎng)或充電站內(nèi)，可以根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車充電。充電樁的輸入端與交流電網(wǎng)直接連接，輸出端都裝有充電插頭為電動(dòng)汽車充電。充電樁一般提供常規(guī)充電和快速充電兩種充電方式，人們可以使用特定的充電卡在充電樁上的人機(jī)交互操作界面上刷卡使用，進(jìn)行相應(yīng)的充電方式、充電時(shí)間、費(fèi)用數(shù)據(jù)打印等操作，充電樁顯示屏可顯示充電量、費(fèi)用、充電時(shí)間等數(shù)據(jù)。

圖1 充電樁原理圖

交流電經(jīng)過(guò)整流后變?yōu)橹绷麟?，?jīng)過(guò)PFC升壓，再經(jīng)過(guò)DCTODC隔離轉(zhuǎn)換得到輸出電壓，提供給汽車充電。主控MCU通過(guò)對(duì)強(qiáng)電側(cè)電壓電流信息的采樣監(jiān)控，控制功率器件的開(kāi)通與關(guān)斷，保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

光耦除了提供絕緣與隔離，還能保證信號(hào)的完整性。在充電樁中需要采集外部信息，進(jìn)而與充電樁外部系統(tǒng)經(jīng)行通信，這種情況下需要數(shù)字隔離光耦，而數(shù)字隔離光耦將充電樁的弱點(diǎn)部分(包括控制部分)與外接端口進(jìn)行隔離和絕緣，一方面防止充電樁弱點(diǎn)部分(包括控制部分)被干擾，另一方面防止通信信息被干擾，保證信息信號(hào)的完整性。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，工業(yè)產(chǎn)品要求高可靠性，并且產(chǎn)品需要經(jīng)過(guò)各種安規(guī)認(rèn)證和EMC測(cè)試認(rèn)證。強(qiáng)電側(cè)的干擾一般較大，非常容易對(duì)弱電造成干擾，比較嚴(yán)重的情況會(huì)干擾系統(tǒng)主控部分，造成系統(tǒng)無(wú)法正常工作，甚至更嚴(yán)重時(shí)造成系統(tǒng)損壞炸機(jī)。為防止強(qiáng)電側(cè)的干擾影響弱電側(cè)部分，設(shè)計(jì)者需要將強(qiáng)弱電隔離。在充電樁系統(tǒng)中，需要對(duì)母線的電壓和電流以及輸出端口的電壓和電流進(jìn)行監(jiān)控，這時(shí)就需要用隔離型的電壓電流采樣器件。

通過(guò)以上的介紹可以看到，光耦隔離在充電樁當(dāng)中能夠幫助設(shè)計(jì)得到無(wú)干擾的電壓和電流采樣信號(hào)。想要提高充電樁系統(tǒng)的可靠性，無(wú)干擾的電壓和電流采樣信號(hào)能為人們提供非常大的幫助。當(dāng)充電樁發(fā)生過(guò)載、短路、電壓異常等情況時(shí)，這些無(wú)干擾信號(hào)能夠起到迅速切斷電路保證系統(tǒng)安全的重要作用。