為更安全的太陽能系統(tǒng)和電動汽車充電器提供精確的電流檢測

在現(xiàn)代社會中，我們的日常生活深深依賴于電網(wǎng)，為了確保電力供應的可靠性，我們必須對電網(wǎng)進行持續(xù)監(jiān)測與精心維護。隨著越來越多用戶從不可再生能源過渡到可再生能源，電網(wǎng)的日常供需不斷變化，因此我們必須應對不斷變化的需求。

隔離式電流檢測通常是基于霍爾或基于分流器的檢測，可以安全準確地測量提供給電網(wǎng)的電流或從電網(wǎng)汲取的電流，從而有助于管理電網(wǎng)。例如，在電動汽車 (EV) 充電系統(tǒng)和太陽能系統(tǒng)中，為了保護低壓電路控制免受高壓瞬態(tài)的影響，必須進行隔離。

圖1所示為電動汽車充電和太陽能應用中的電流檢測。在這些應用中，電流檢測在功率門的效率、計量和控制方面也發(fā)揮著重要作用。本文將討論如何在電動汽車充電器和太陽能系統(tǒng)中提供精確、安全的電流檢測。

圖1 電動汽車充電和太陽能應用中的電流示例

電動汽車充電和太陽能應用中的效率和功率轉換

直流快速充電器和光伏逆變器均采用類似的主要電源轉換構建塊。直流快速充電器將來自電網(wǎng)的交流電源轉換為直流電源，以便為電動汽車的電池充電。太陽能電池板將直流電源轉換為交流電源，連接到電網(wǎng)，并將電力輸送到電網(wǎng)。

在電動汽車充電中，基本的直流快速充電器連接到電網(wǎng)中的“公共耦合點”。電磁干擾濾波器緊隨于公共耦合點之后，可防止來自后續(xù)功率因數(shù)校正級的噪聲耦合回電網(wǎng)，從而保持測量精度。這種精度有助于提高交流/直流轉換的效率。

太陽能電池板以類似于電動汽車充電器的方式連接到電網(wǎng)。太陽能電池板產(chǎn)生的直流電壓根據(jù)電池板與太陽光的接觸情況以及電池板接收的紫外光量而波動。然后，光伏逆變器將直流電源轉換為交流電源，這些交流電源可以在公共耦合點并回交流電網(wǎng)。為使光伏逆變器的輸出功率與電網(wǎng)匹配，此位置的隔離式電流測量必須準確。

計量

要實現(xiàn)準確的計量和計費，必須精確測量電流。在公共耦合點，計量系統(tǒng)可使用電流檢測來跟蹤直流快速充電器消耗的能量。跟蹤直流快速充電器的運行狀況有助于確定維護需求，并正確進行最終用戶的計費。

太陽能電池板的計量標準將監(jiān)測公共耦合點以將可再生能源并回電網(wǎng)。為了跟蹤電流消耗隨時間的微小變化，需要在整個生命周期內(nèi)保持高精度，所以設計人員通常更喜歡使用基于分流器的隔離式電流傳感器（如AMC131M03），因為開環(huán)技術的精度可能會隨時間推移而發(fā)生漂移，而基于分流器的電流傳感器則不會在整個生命周期內(nèi)發(fā)生精度漂移。基于分流器的電流檢測技術有助于防止在系統(tǒng)生命周期內(nèi)出現(xiàn)性能下降的情況。

準確控制功率門

基于霍爾的電流檢測是另一種隔離式電流檢測形式?；诨魻柕碾娏鳈z測可以檢測在功率轉換級中用于控制功率門精確開關操作的電流。在功率轉換級中，通常可接受的精度是 10 位，因為電流幅度較大，無需在整個范圍內(nèi)保持精度；所以，TMCS1126電流傳感器等基于霍爾的技術具有易于使用且成本較低的優(yōu)點，因而廣受歡迎。

在直流快速充電器的輸出端，與車輛的連接處通常具有基于分流器的電流測量；為了確保車輛電池安全充電，高精度是優(yōu)先考慮的事項?；蛘撸诠夥孀兤鞯妮斎攵?，為了實現(xiàn)最大的功率產(chǎn)出，質(zhì)量功率點傳輸算法中通常使用 AMC3302隔離式放大器進行基于分流器的精確電流檢測。

結語

電流檢測將提供重要保護，不僅可以推動可再生能源的未來發(fā)展，還能實現(xiàn)電網(wǎng)的正確、安全管理。隨著電動汽車和可再生能源的興起，直流快速充電站和太陽能電池板的投資也陸續(xù)增多。在電動汽車充電和太陽能應用中，基于分流器和基于霍爾的隔離式電流檢測對于確保安全高效運行至關重要。