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，我國也開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中，以光耦隔離為例，采用光耦隔離的電路便能實現(xiàn)更好的安全性，本文就將對這種技術(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。其可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑(公共樓宇、商場、公共停車場等)和居民小區(qū)停車場或充電站內(nèi)，可以根據(jù)不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。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、充電時間、費用數(shù)據(jù)打印等操作，充電樁顯示屏可顯示充電量、費用、充電時間等數(shù)據(jù)。

圖1 充電樁原理圖

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

光耦除了提供絕緣與隔離，還能保證信號的完整性。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，保證信息信號的完整性。

在產(chǎn)品設(shè)計中，工業(yè)產(chǎn)品要求高可靠性，并且產(chǎn)品需要經(jīng)過各種安規(guī)認(rèn)證和EMC測試認(rèn)證。強電側(cè)的干擾一般較大，非常容易對弱電造成干擾，比較嚴(yán)重的情況會干擾系統(tǒng)主控部分，造成系統(tǒng)無法正常工作，甚至更嚴(yán)重時造成系統(tǒng)損壞炸機。為防止強電側(cè)的干擾影響弱電側(cè)部分，設(shè)計者需要將強弱電隔離。在充電樁系統(tǒng)中，需要對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，這時就需要用隔離型的電壓電流采樣器件。

通過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)計得到無干擾的電壓和電流采樣信號。想要提高充電樁系統(tǒng)的可靠性，無干擾的電壓和電流采樣信號能為人們提供非常大的幫助。當(dāng)充電樁發(fā)生過載、短路、電壓異常等情況時，這些無干擾信號能夠起到迅速切斷電路保證系統(tǒng)安全的重要作用。