電動汽車 （EV） 充電行業(yè)正在快速增長。隨著消費者,、行業(yè)和政府要求使用更環(huán)保,、更可持續(xù)的交通工具,，電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施必須更加高效和便捷。
與直流充電器不同,，交流充電器不使用堆疊式電源模塊,，因此結(jié)構(gòu)更緊湊，成本更低,。其單一的電源模塊架構(gòu)限制了它們在公共充電站的使用,，因為它們無法在合理的時間范圍內(nèi)提供所需的電量。相反,，其 22kW 的充電速度更適合充電時間更久的家用場景,。它們受歡迎的另一個原因是，有些交流充電器只需要一個標(biāo)準(zhǔn)插座,。交流充電器利用電動汽車的車載充電裝置將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,。
直流充電器中的堆疊式電源模塊可加快充電速度至 360kW 以上。堆疊式電源模塊縮短了總充電時間,，但增大了充電器的尺寸,，更適合公共充電站而不是住宅,。直流充電器在充電器內(nèi)部將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，因此該充電器可直接連接電池,。
無論充電器類型如何，高精度計量解決方案對于確保系統(tǒng)監(jiān)測和計費所需的可靠能源測量和計算都非常重要,。
電動汽車充電器計量
交流和直流充電器需要計量,，以確保能源的有效利用，并監(jiān)測用于車輛充電的電量,。電動汽車充電計量分為三類：
·交流計量,。交流計量可測量進出電網(wǎng)的能量。目前日益明顯的趨勢是：將傳統(tǒng)計量裝置集成到交流充電器中,，以實現(xiàn)與電網(wǎng)直接連接,。
·直流電源模塊電流檢測。雖然計量通常與電源模塊分開,，但有時可能需要額外的高精度電流監(jiān)測,。當(dāng)在直流充電器的電源模塊之間使用時，隔離式放大器會監(jiān)測模塊的運行情況,。
·直流計量,。直流充電器可以有多種類型的架構(gòu)，因為它們的可堆疊電源模塊能夠提高或降低充電裝置的額定功率,。如圖 1 所示,，直流充電器的輸出端有時會有一個最終計量點（被稱為直流計量），用于測量進入車輛的電壓,，確保消費者無需為直流充電器與車載充電插座之間的耗散功率付費,。
圖 1：交流/直流充電器內(nèi)的計量和電流檢測
計量用傳感器
設(shè)計人員使用各種傳感器對交流和直流充電器進行計量，其中電流互感器和分流電阻器較為常用,。雖然功率測量和能量計算有許多不同的方法,，但分立式架構(gòu)為設(shè)計人員提供了更大的靈活性和對計量的控制能力。分立式解決方案將高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） 與外部微控制器配對使用,，從電流互感器或分流傳感器的三相（稱為多相計量架構(gòu)）測量電流和電壓,。ADC 必須高度精確，符合美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會 （ANSI） C12 0.5 級或 0.2 級儀表等嚴格標(biāo)準(zhǔn),。高信噪比,、低噪聲和小增益誤差也是確定某個 ADC 是否適合計量應(yīng)用的因素。
如果您決定使用電流互感器作為傳感器,，則儀表需要高精度多通道精密 ADC,。集成了相位延遲功能的 ADS131M08 24 位 ADC 可幫助您超越 ANSI C12 計量標(biāo)準(zhǔn)。ADS131B04-Q1 非常適合具有更嚴格失調(diào)電壓誤差和漂移規(guī)格的直流電動汽車充電器,。對于本設(shè)計中的任一 ADC,，您可能需要使用屏蔽裝置來保護儀表免受磁性干擾,。這對于確保儀表準(zhǔn)確檢測用戶使用的能源至關(guān)重要。
分流傳感器計量架構(gòu)與電流互感器具有相同的精度要求,，但需要相間隔離和數(shù)據(jù)隔離,。分流傳感器本身具有抗磁性，因此無需屏蔽,，使得設(shè)計成本更低且外形尺寸更小,。AMC131M03 24 位隔離式 ADC 集成了數(shù)據(jù)和電源隔離，輻射發(fā)射性能超過了國際無線電干擾特別委員會 11 和 25 標(biāo)準(zhǔn),。該 ADC 信噪比高,、增益誤差小，可提供高精度測量,，同時在 1 分鐘內(nèi)保持 7,070VPEAK 增強型隔離和 5,000VRMS 隔離,。
表 1 列出了針對不同計量架構(gòu)的高精度 ADC 建議。
表 1：針對不同交流和直流計量傳感器而推薦的高精度 ADC
結(jié)語
隨著對交流和直流充電器要求的提高,，擁有一個高度精確的計量解決方案變得更加重要,。高精度 ADC 能夠進行精確的能源計算，并為您提供建設(shè)環(huán)保型交通基礎(chǔ)設(shè)施所需的靈活性,。
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