简化电动汽车充电器和光伏逆变器的高压电流检测

时间： 2023-11-23 来源：TOPPOWER（顶源科技）官网

代理服务

技术支持

现货查询

批量订货

在任何电气系统中，电流都是一个至关重要的参数。电动汽车 (EV) 充电系统和太阳能系统都需要检测电流的大小，以便控制和监测功率转换、充电和放电。电流传感器通过监测分流电阻器上的压降或导体中电流产生的磁场来测量电流。

金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 控制方案使用电流信息来控制光伏逆变器操作，或者检测交流输出或输出上的电流，以保护元件免受过流或故障事件的影响。电流传感器有多种不同类型可供选择，每种技术都各有优缺点。对于特定的应用，适合的电流传感器类型取决于多个因素，包括系统的功率等级、预期的精度和成本。本文将探讨何种器件适合在电动汽车充电器和光伏逆变器中检测电流。

电动汽车充电器中的电流检测

在电动汽车充电器中，电流传感器用于测量输入交流电源、直流/直流转换器和输出电源等位置的电流，以确认充电器是否正确地将交流电输送到电动汽车的车载充电器系统，或者将直流电直接输送到电池。如今，400V 电池正在朝着 800V 甚至更高电压的方向发展，以实现更大功率和快速充电。

在 1 级和 2 级充电器中，充电器将交流电输送到电动汽车的车载充电器，车载充电器又会将输入的交流电转换为更合适的电压和电流电平，以便为电动汽车电池充电。在家用 1 级和 2 级充电器中，电流检测通常不需要非常高的精度，因为没有对用户进行计费。不过，电流信息使用户可以通过应用或充电器上的用户界面来大致了解电流和功耗情况。图 1 展示了停车场中的两个 2 级电动汽车充电器和两辆正在充电的电动汽车。

在 3 级电动汽车充电器中，充电基础设施会将交流电转换为直流电，以便直接向电池快速输送直流电，从而绕过传统的车载充电器并在充电站实现超快速电动汽车充电。电动汽车充电器和电池的功率容量提升有助于满足快速充电和增加续航里程的需求。电流检测可以帮助控制充电过程，确保以的方式安全地为电池充电，从而延长电动汽车和电池系统的使用寿命。

在 3 级充电器中，开关信号的频率为 50kHz 至 100kHz，因此需要至少 250kHz 的电流传感器，才能获得适当的测量数据。另外，传播延迟也非常重要，因为电流传感器需要能够在信号切换时迅速地响应变化。德州仪器 (TI) 的 TMCS1123 等器件未经校准时，整个温度和寿命范围内的误差为 ±1.75%，经过单点校准后，整个温度和寿命范围内的误差降至 ±1.00%。

由于 TMCS1123 在电流信息方面具有高精度和高速度，这些精度和速度规格使系统工程师能够从隔离式直流/直流转换器中去除直流阻断电容器，从而帮助系统工程师在设计 3 级充电器时节省成本。

光伏逆变器中的电流检测

在光伏逆变器系统中，电流传感器用于测量多种配置中的电流，例如逆变器的交流和直流输入、直流/直流升压、直流/直流转换器和电网输出，从而帮助监测和控制功率转换过程。住宅光伏逆变器中会对各个电源轨进行电流检测，其中电源轨的电压电平可能高达 1,000VDC，但光伏输入端的电压通常约为 500V 至 600VDC，而电网输入和输出则高达 400VAC。电流检测功能可以帮助优化光伏逆变器系统，确保电网输出上输送的功率水平和频率可靠且适当，使得所有负载都处于其安全工作区 (SOA) 内。

光伏逆变器中的开关信号与电动汽车充电器中的开关信号相似，频率介于 50kHz 至 100kHz 之间。此外，还可以将电流传感器用于诊断目的，例如监测太阳能电池板是否存在可能表明连接松动或电池板损坏的故障。TMCS1123 提供 ±1,100VDC 的增强型工作电压，非常适合用于大多数串式逆变器。图 2 展示了几个单相串式逆变器中使用的电流和电压检测示例并以红框标出了相应电路部分。

电流检测设计考虑因素

下面我们来了解为电动汽车充电系统和光伏逆变器系统选择电流传感器时的一些主要考虑因素：

额定功率。电流传感器（无论是基于磁体、基于分流器还是其他技术）必须能够处理系统的工作电流和电压水平。设计人员必须根据系统的输入选择合适的技术，以确保电流可以在系统的整个寿命内不间断地流入系统。

精度。电流传感器必须足够，以提供预期的控制和监测功能，确保系统能够在 SOA 内按预期运行。高精度有助于保持高效率水平，同时减少元件数量，以及因嘈杂的开关系统而可能注入电网的任何谐波。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由咪猫转载自TOPPOWER（顶源科技）官网，原文标题为:简化电动汽车充电器和光伏逆变器的高压电流检测，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

【经验】电动汽车充电器应用中DC-DC转换器的基准系统架构和拓扑选择

电动汽车是未来道路交通的主流，但其充电时间和基础充电设施的建设和选择是一大难题。本文中vincotech研究了非车载充电器的核心——DC-DC转换器上的多种系统架构和拓扑，结果是650V快速IGBT带双H桥配置在成本和效率方面均表现出色；如果即使在部分负载下应用也需要非常高的效率，则1200V SiC MOSFET和650V Si MOSFET是不错的选择。

2019-12-31 - 设计经验代理服务技术支持现货查询批量订货

【经验】电动汽车与自动化磁模拟生成

电力电子学目前的发展趋势是越来越高频化，以降低无源元件的重量和体积。GaN和SiC技术中半导体技术的发展对其起到了推动作用，推出了体积更小、效率更高的转换器产品。但切换频率增加也会对磁性元件设计带来新的问题。本文普莱默将为大家介绍电动汽车与自动化磁模拟生成。

2023-02-24 - 设计经验代理服务技术支持现货查询批量订货

解读SiC MOSFET关键参数——Rds(on)

当代电子技术的发展不仅需要高效性能，还需要可靠和可持续的解决方案。而SiC MOSFET作为一种新型的功率器件，正在引领着未来能源转型的浪潮。今天，我们要聊的主角是碳化硅MOSFET中的一个关键参数——Rdson，这个参数的优化，就像是在节能减排的长跑中，为我们的电动汽车、可再生能源系统换上了更轻盈的跑鞋。

2024-07-11 - 技术探讨代理服务技术支持现货查询批量订货

【应用】三相全桥1200V SiC MOSFET智能功率模块（IPM）助力电动汽车功率转换器设计

本文讨论了在电动汽车应用的功率转换器设计中选择CISSOID的1200V三相全桥SiC MOSFET智能功率模块（IPM）体系所带来的益处，尤其表现在该体系是一个可扩展的平台系列。该体系利用了低内耗技术，提供IPM这种已整合的解决方案。

2021-08-26 - 应用方案代理服务技术支持现货查询批量订货

Current Sensor – CH1S01xB Datasheet

型号- CH1S01XB

2024/10/8 - LITTELFUSE - 数据手册代理服务技术支持现货查询批量订货

瞻芯电子解读特斯拉Model Y电动汽车Gen-4 主驱逆变器的设计改进和创新

特斯拉Model 3 电动汽车主驱逆变器率先应用碳化硅(SiC) MOSFET，开启了EV动力总成设计的新篇章。本文将比较Model Y和Model 3车型，并列举在主驱逆变器上的主要设计改进和创新。

2023-04-11 - 原厂动态代理服务技术支持现货查询批量订货

【产品】Melexis新推霍尔/分流电流传感器MLX91230和MLX91231，实现电动汽车电源系统灵活性和可重用性

Melexis通过发布MLX91230和MLX91231产品，巩固了其在汽车电流传感市场的地位；它们采用了分流或霍尔电流传感器技术，这些符合ASIL的器件可以测量电压、电流和温度。客户的电动汽车（EV）电源系统将具有灵活性和设计可重用性。

2022-11-23 - 产品代理服务技术支持现货查询批量订货

RCPDA20S03系列电流传感器充电桩A+6剩余电流检测装置

型号- RCPDA20S03-PPX,RCPDA20S03-XX-2P4,RCPDA20S03-XX-2P6,RCPDA20S03-XX-4P4,RCPDA20S03-PP,RCPDA20S03-XX,RCPDA20S03-PP1,RCPDA20S03-OD-4P16,RCPDA20S03-XX-4P6,RCPDA20S03-OD-2P16,RCPDA20S03-OD-2P10,RCPDA20S03,RCPDA20S03-OD-4P10,RCPDA20S03-XX-2P10,RCPDA20S03-OD,RCPDA20S03-OD系列,RCPDA20S03-OD-2P6,RCPDA20S03-XX-2P16,RCPDA20S03-OD-4P6,RCPDA20S03-XX-4P16,RCPDA20S03-PP系列,RCPDA20S03-XX-4P10,RCPDA20S03系列