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作者：德州儀器 在現(xiàn)代社會(huì)中，我們的日常生活深深依賴于電網(wǎng)，為了確保電力供應(yīng)的可靠性，我們必須對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)與精心維護(hù)。隨著越來(lái)越多用戶從不可再生能源過(guò)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(yīng)對(duì)不斷變化的需求。 隔離式電流檢測(cè)通常是基于霍爾或基于分流器的檢測(cè)，可以安全準(zhǔn)確地測(cè)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(dòng)汽車 (EV) 充電系統(tǒng)和太陽(yáng)能系統(tǒng)中，為了保護(hù)低壓電路控制免受高壓瞬態(tài)的影響，必須進(jìn)行隔離。 圖 1 所示為電動(dòng)汽車充電和太陽(yáng)能應(yīng)用中的電流檢測(cè)。在這些應(yīng)用中，電流檢測(cè)在功率門的效率、計(jì)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(dòng)汽車充電器和太陽(yáng)能系統(tǒng)中提供精確、安全的電流檢測(cè)。 
圖 1 電動(dòng)汽車充電和太陽(yáng)能應(yīng)用中的電流示例 電動(dòng)汽車充電和太陽(yáng)能應(yīng)用中的效率和功率轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換構(gòu)建塊。直流快速充電器將來(lái)自電網(wǎng)的交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，以便為電動(dòng)汽車的電池充電。太陽(yáng)能電池板將直流電源轉(zhuǎn)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(dòng)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(diǎn)”。電磁干擾濾波器緊隨于公共耦合點(diǎn)之后，可防止來(lái)自后續(xù)功率因數(shù)校正級(jí)的噪聲耦合回電網(wǎng)，從而保持測(cè)量精度。這種精度有助于提高交流/直流轉(zhuǎn)換的效率。 太陽(yáng)能電池板以類似于電動(dòng)汽車充電器的方式連接到電網(wǎng)。太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電壓根據(jù)電池板與太陽(yáng)光的接觸情況以及電池板接收的紫外光量而波動(dòng)。然后，光伏逆變器將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，這些交流電源可以在公共耦合點(diǎn)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(cè)量必須準(zhǔn)確。 計(jì)量 要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的計(jì)量和計(jì)費(fèi)，必須精確測(cè)量電流。在公共耦合點(diǎn)，計(jì)量系統(tǒng)可使用電流檢測(cè)來(lái)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(yùn)行狀況有助于確定維護(hù)需求，并正確進(jìn)行最終用戶的計(jì)費(fèi)。 太陽(yáng)能電池板的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)將監(jiān)測(cè)公共耦合點(diǎn)以將可再生能源并回電網(wǎng)。為了跟蹤電流消耗隨時(shí)間的微小變化，需要在整個(gè)生命周期內(nèi)保持高精度，所以設(shè)計(jì)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?yàn)殚_(kāi)環(huán)技術(shù)的精度可能會(huì)隨時(shí)間推移而發(fā)生漂移，而基于分流器的電流傳感器則不會(huì)在整個(gè)生命周期內(nèi)發(fā)生精度漂移。基于分流器的電流檢測(cè)技術(shù)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(zhǔn)確控制功率門 基于霍爾的電流檢測(cè)是另一種隔離式電流檢測(cè)形式。基于霍爾的電流檢測(cè)可以檢測(cè)在功率轉(zhuǎn)換級(jí)中用于控制功率門精確開(kāi)關(guān)操作的電流。在功率轉(zhuǎn)換級(jí)中，通常可接受的精度是 10 位，因?yàn)殡娏鞣容^大，無(wú)需在整個(gè)范圍內(nèi)保持精度；所以，TMCS1126 電流傳感器等基于霍爾的技術(shù)具有易于使用且成本較低的優(yōu)點(diǎn)，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(cè)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(xiàng)。或者，在光伏逆變器的輸入端，為了實(shí)現(xiàn)最大的功率產(chǎn)出，質(zhì)量功率點(diǎn)傳輸算法中通常使用 AMC3302 隔離式放大器進(jìn)行基于分流器的精確電流檢測(cè)。 結(jié)語(yǔ) 電流檢測(cè)將提供重要保護(hù)，不僅可以推動(dòng)可再生能源的未來(lái)發(fā)展，還能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的正確、安全管理。隨著電動(dòng)汽車和可再生能源的興起，直流快速充電站和太陽(yáng)能電池板的投資也陸續(xù)增多。在電動(dòng)汽車充電和太陽(yáng)能應(yīng)用中，基于分流器和基于霍爾的隔離式電流檢測(cè)對(duì)于確保安全高效運(yùn)行至關(guān)重要。 |
