電動(dòng)汽車充電領(lǐng)域正在迅速發(fā)展。隨著消費(fèi)者、行業(yè)和政府對(duì)環(huán)保、可持續(xù)交通工具的需求增加，電動(dòng)汽車充電設(shè)施必須更加高效和便捷。

與直流充電方式不同，交流充電方式不需要堆疊式電源模塊，因此結(jié)構(gòu)更緊湊且成本更低。然而，由于其單一的電源模塊架構(gòu)，交流充電設(shè)備在公共充電站的應(yīng)用受到限制，因?yàn)樗鼈儫o法在合理的時(shí)間內(nèi)提供所需電量。相反，交流充電方式的22kW充電速度更適合長(zhǎng)時(shí)間充電的家用場(chǎng)景。此外，一些交流充電樁只需一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)插座即可使用。交流充電設(shè)備通過將交流電轉(zhuǎn)換為直流電來為電動(dòng)汽車充電。

而直流充電方式則通過堆疊式電源模塊來提高充電速度，最高可達(dá)360kW以上。雖然堆疊式電源模塊縮短了總充電時(shí)間，但增加了充電器的尺寸，使其更適合用于公共充電站而非家庭。直流充電方式在充電器內(nèi)部將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，因此可以直接連接到電池組。

無論采用何種充電方式，高精度計(jì)量解決方案對(duì)于確保系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和計(jì)費(fèi)所需的可靠能源測(cè)量和計(jì)算都至關(guān)重要。

電動(dòng)汽車充電器計(jì)量分為三類：交流計(jì)量、直流電源模塊電流檢測(cè)和直流計(jì)量。交流計(jì)量可以測(cè)量進(jìn)出電網(wǎng)的能量，目前的趨勢(shì)是將傳統(tǒng)計(jì)量裝置集成到交流充電設(shè)備中，以便直接連接電網(wǎng)。盡管計(jì)量通常與電源模塊分開，但在某些情況下可能需要進(jìn)行額外的高精度電流監(jiān)測(cè)。當(dāng)直流充電設(shè)備的電源模塊之間使用時(shí)，隔離式放大器會(huì)監(jiān)測(cè)模塊運(yùn)行狀況。直流計(jì)量則用于測(cè)量進(jìn)入車輛的電壓，并確保消費(fèi)者無需為直流充電設(shè)備與車載充電插座之間的耗散功率付費(fèi)。

　　圖 1：交流/直流充電器內(nèi)的計(jì)量和電流檢測(cè)

計(jì)量用傳感器

在電力系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)人員常常需要對(duì)交流和直流浪涌進(jìn)行精確的計(jì)量。為此，他們通常使用電流互感器和分流電阻器這兩種設(shè)備。雖然功率和電能的測(cè)量方法有很多種，但分立式架構(gòu)為設(shè)計(jì)者帶來了更大的便利性和控制能力。

分立式解決方案是將高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）與外部微控制器結(jié)合使用，從電流互感器或分流傳感器的三相電流和電壓中獲取數(shù)據(jù)。這種多相計(jì)量架構(gòu)被稱為分立式解決方案。為確保準(zhǔn)確性，所使用的ADC必須符合嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，如**國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI）C12 0.5 級(jí)或0.2 級(jí)儀表等標(biāo)準(zhǔn)。此外，高信噪比、低噪聲和小增益誤差也是選擇ADC的重要因素。

當(dāng)選擇電流互感器作為感應(yīng)元件時(shí)，為了超越ANSI C12的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，建議使用高精度的多通道精密ADC。ADS131M08是一個(gè)集成了相位延遲功能的24位ADC，非常適合此類應(yīng)用。而對(duì)于具有更嚴(yán)格失調(diào)電壓誤差和漂移規(guī)格的直流電動(dòng)車充電器，ADS131B04-Q1是一個(gè)很好的選擇。無論選用哪種ADC，都需要確保其免受外界磁性干擾，以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。

與電流互感器類似，分流傳感器計(jì)量架構(gòu)也對(duì)精度有嚴(yán)格的要求，但它需要實(shí)現(xiàn)相間隔離和數(shù)據(jù)隔離。由于分流傳感器本身具有良好的抗磁性，因此無需額外的屏蔽措施，這有助于降低成本并減少尺寸。AMC131M03是一個(gè)24位隔離式ADC，它集成了數(shù)據(jù)和電源隔離功能，并且其輻射發(fā)射性能遠(yuǎn)超過了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這款A(yù)DC具有高信噪比、小增益誤差，能夠提供高精度的測(cè)量結(jié)果。

　　表 1 列出了針對(duì)不同計(jì)量架構(gòu)的高精度 ADC 建議。

　　表 1：針對(duì)不同交流和直流計(jì)量傳感器而推薦的高精度 ADC