如何利用光電耦合器隔離高電壓改善電動(dòng)車鋰離子電池組的安全性

　　圖2：對(duì)于車用級(jí)R2Coupler產(chǎn)品如ACPL-M43T光電耦合器，Avago使用雙線強(qiáng)化關(guān)鍵功能連接。（圖中高亮顯示）

　　這個(gè)器件非常適合電動(dòng)車電池組的要求，提供包括567V連續(xù)工作電壓，6000V最高瞬態(tài)過電壓、5mm爬電距離和5mm電氣間隙等規(guī)格，在10mA順向輸入電流時(shí)，不管是邏輯高電平或低電平輸出都具有30 kV/μs的共模瞬變抗擾度，可以降低其他汽車子系統(tǒng)變化進(jìn)入CAN傳輸線網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會(huì)。

　　ACPL-M43T的1M波特率對(duì)于這類設(shè)計(jì)已經(jīng)非常足夠，另外，采用的集電極開路輸出也可以允許設(shè)計(jì)工程師調(diào)整輸出壓擺率來降低可能來自于其他零組件，包括CAN收發(fā)器等快速開關(guān)時(shí)間的電磁輻射，盡管CAN物理層傳輸協(xié)議自帶相對(duì)較低的EMI。

　　在電池接口模塊電路板中，ACPL-M43T位于通信區(qū)的邊緣，通過更深層電路板中的接地面屏蔽進(jìn)一步把它和高電壓感應(yīng)子系統(tǒng)隔離，隔離接口提供三個(gè)獨(dú)立ACPLM43T光電耦合器給三個(gè)由感應(yīng)電路發(fā)出的連接線，特別是CAN發(fā)射輸出引腳，微控制器的CAN接收輸入引腳和微控制器的高電壓故障信號(hào)。微控制器的CAN發(fā)射引腳輸出通過電路板的屏蔽信號(hào)層到達(dá)ACPL-M43T的陽極，提供嵌入式LED能量，造成輸出引腳Vo的狀態(tài)變化，如圖3，接著已隔離信號(hào)被送到電池接口模塊的通信輸出級(jí)電路。

　　圖3：Avago的ACPL-M43T光電耦合器可以用來隔離微控制器和CAN收發(fā)器間的信號(hào)。

　　光電耦合器在全電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車電子系統(tǒng)中扮演了非常重要的角色，提供信號(hào)隔離、高噪聲抑制能力和系統(tǒng)保護(hù)，避免高電壓進(jìn)入可能對(duì)駕駛或乘員帶來傷害或電擊的路徑，Chevy Volt電動(dòng)車只是光電耦合器如何應(yīng)用于協(xié)助電池組管理的一個(gè)實(shí)際范例。