光耦合器有助于促進(jìn)EV充電站高效的運(yùn)轉(zhuǎn)知識(shí)

對(duì)于電動(dòng)汽車的快速充電系統(tǒng)的需求帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)，例如充電站設(shè)計(jì)的安全性和效率，這可以通過使用光耦合器解決。

除了電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施提供的巨大市場(chǎng)機(jī)會(huì)外，還需要應(yīng)對(duì)重大挑戰(zhàn)。其中之一是缺乏針對(duì)充電系統(tǒng)中關(guān)鍵元件的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，例如充電線，保護(hù)裝置，額定功率，插頭類型和耦合器配置以及通訊方式。對(duì)于快速充電系統(tǒng)而言，此類問題比交流慢速充電方法更為關(guān)鍵，因?yàn)榭焖俪潆娤到y(tǒng)通常安裝在公共區(qū)域或半公共區(qū)域并打算共享。顯然，不兼容的系統(tǒng)使共享變得困難。

在全球范圍內(nèi)，快速充電系統(tǒng)目前面臨著競(jìng)爭(zhēng)的標(biāo)準(zhǔn)-一種是日本行業(yè)采用的CHAdeMO協(xié)議，另一種是美國(guó)和德國(guó)汽車制造商采用的SAEInternational的J1772組合充電系統(tǒng)（CCS，也稱為“組合”標(biāo)準(zhǔn)）。1,8它們具有不同的額定功率規(guī)格，光耦合器設(shè)計(jì)以及EVSE和EV之間的通信協(xié)議。

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交流還是直流充電？

除了標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜性外，主要有兩種將電能從車外傳遞到車內(nèi)電池的方法：交流或直流。電網(wǎng)以交流形式傳輸功率，而車載電池中存儲(chǔ)的能量則為直流。因此，需要充電器來(lái)完成轉(zhuǎn)換工作。

根據(jù)充電器是否安裝在車內(nèi)，可以將充電器分為車載充電器（OBC）和車外充電站。OBC可以從家庭和消費(fèi)者工作場(chǎng)所的可用主電源接受交流電源，并將其轉(zhuǎn)換為直流電以對(duì)電池充電。通常，由于充電器的額定功率有限，交流充電速度很慢，這是由于重量，空間和成本的限制而引起的。直流充電方法通常用于非車載充電站。它直接將調(diào)節(jié)后的直流電提供給車內(nèi)電池。由于直流充電設(shè)備安裝在固定的位置，并且不受尺寸的限制，因此其額定功率可能高達(dá)數(shù)百千瓦。

EV的車載電子系統(tǒng)的所有功能以及EV充電站都需要安全隔離。車載系統(tǒng)包括高壓電池管理系統(tǒng)，DC-DC轉(zhuǎn)換器，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的逆變器和車載充電器。16對(duì)于車載系統(tǒng)，光耦合器必須提供增強(qiáng)的可靠性和安全絕緣能力，以適合以下應(yīng)用例如柵極驅(qū)動(dòng)，電流/電壓檢測(cè)和數(shù)字通信。

EV充電站通常包括功能塊，例如ac-dc整流器，功率因數(shù)校正（PFC）級(jí)和dc-dc轉(zhuǎn)換，以將電壓調(diào)節(jié)到適合于為車輛電池充電的水平。圖3顯示了直流充電站設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化框圖。在高頻隔離拓?fù)渲?，直流隔離在直流-直流轉(zhuǎn)換器級(jí)中由高頻變壓器提供。另外，多個(gè)隔離裝置提供各種信號(hào)隔離功能，同時(shí)在高壓電源部分和低壓控制器部分之間保持安全隔離屏障。在所有這些階段中，功率器件（例如MOSFET和IGBT）用于執(zhí)行開關(guān)功能。

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沿著由各種光耦合器的光耦合點(diǎn)形成的線建立了安全隔離屏障。這對(duì)于確保設(shè)計(jì)安全方面符合法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)非常重要。除了電流隔離之外，功率轉(zhuǎn)換器（包括EV充電站中的一個(gè)）經(jīng)常需要密切關(guān)注的另一個(gè)關(guān)鍵因素是功率轉(zhuǎn)換效率。本文介紹如何使用目錄中的幾個(gè)光電耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的充電站設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)安全隔離。

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