新能源充電樁當中光耦隔離的重要作用

新能源汽車(chē)之風(fēng)已經(jīng)吹遍全球，我國也開(kāi)始逐漸支持新能源汽車(chē)的制造與配套設施的建設。因此現階段可以說(shuō)是充電樁和新能源汽車(chē)的爆發(fā)期，一些傳統的技術(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(chē)提供充電服務(wù)，類(lèi)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(chǎng)、公共停車(chē)場(chǎng)等)和居民小區停車(chē)場(chǎng)或充電站內，可以根據不同的電壓等級為各種型號的電動(dòng)汽車(chē)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(chē)充電。充電樁一般提供常規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)行相應的充電方式、充電時(shí)間、費用數據打印等操作，充電樁顯示屏可顯示充電量、費用、充電時(shí)間等數據。

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隔離轉換得到輸出電壓，提供給汽車(chē)充電。主控MCU通過(guò)對強電側電壓電流信息的采樣監控，控制功率器件的開(kāi)通與關(guān)斷，保障系統安全可靠運行。

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經(jīng)行通信，這種情況下需要數字隔離光耦，而數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，保證信息信號的完整性。

在產(chǎn)品設計中，工業(yè)產(chǎn)品要求高可靠性，并且產(chǎn)品需要經(jīng)過(guò)各種安規認證和EMC測試認證。強電側的干擾一般較大，非常容易對弱電造成干擾，比較嚴重的情況會(huì )干擾系統主控部分，造成系統無(wú)法正常工作，甚至更嚴重時(shí)造成系統損壞炸機。為防止強電側的干擾影響弱電側部分，設計者需要將強弱電隔離。在充電樁系統中，需要對母線(xiàn)的電壓和電流以及輸出端口的電壓和電流進(jìn)行監控，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中能夠幫助設計得到無(wú)干擾的電壓和電流采樣信號。想要提高充電樁系統的可靠性，無(wú)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)干擾信號能夠起到迅速切斷電路保證系統安全的重要作用。