Использование оптронов в DC / DC преобразователе
На рисунке ниже этап DC /DC преобразователя следует за этапом коррекции коэффициента мощности, обеспечивая стабильную передачу энергии постоянного тока непосредственно в аккумулятор.
Выходное напряжение и ток должны быть измерены и возвращены в MCU для расчета, который регулирует сигналы ШИМ. ШИМ сигналы затем управляют оптронами затвора, для управления транзисторами IGBT или MOSFET.
На этом этапе вдоль силового трансформатора и привода затвора, измерения напряжения и тока мы наблюдаем барьер гальванической развязки.
Использование оптронов в интерфейсе автомобильной зарядной станции
Для реализации протокола управления зарядкой между зарядной станцией и электромобилем необходима усовершенствованная схема управления.
Самый популярный стандарт разъемов CHAdeMO (на базе продаж электромобилей с быстрой зарядкой) выбирает CAN интерфейс для быстрой зарядки, признавая его высокую надежность связи. Стандарт CHAdeMO предусматривает пару линий шины CAN, соединяющих с одной стороны зарядное устройство и с другой стороны автомобиль в подключаемом разъеме.
Добавление оптической развязки между CAN трансивером и CAN контроллером значительно повышает безопасность системы, поскольку оптроны обеспечивают барьер безопасности, предотвращающий каскадное повреждение системного контроллера. Это расположение также обеспечивает более надежную передачу данных в зашумленных средах, таких как системы зарядки высоковольтных батарей.
На рисунке ниже показано, как использовать оптроны для реализации цифровой связи по изолированной шине CAN для станций быстрой зарядки. Аналогичная схема применима для транспортных средств, где требуются автомобильное исполнение деталей конструкции.
На примере схемы, показанной на рисунке 2, пара быстрых оптронов ACPL-W 61L на 10 МБод используется для передачи и приема данных. Для работы этого устройства требуется очень низкий ток диода 1,6 мА, и он выпускается в корпусе SSO -6, который составляет менее половины размера традиционного корпуса DIP -8.
Несмотря на свой небольшой размер, ACPL-W 61L может выдерживать высокое напряжение 5000 В (среднеквадратичное значение) в течение 1 минуты в соответствии со стандартом UL 1577. Предназначенная для передачи сигналов в присутствии сильных шумовых всплесков, эта часть схемы гарантирует устойчивость к синфазным переходным процессам 35 кВ/мкс.
В случае других требований к конструкции вместо ACPL-W 61L можно использовать другие оптроны. К ним относятся ACPL-W 21L со скоростью 5 МБод и двухканальный двунаправленный ACSL-7210 на 25 МБод.
В качестве одной из мер безопасности автомобильных зарядных станций требуется функция контроля сопротивления изоляции. Одно из возможных решений продемонстрированно на рисунке 3.
- В этой схеме изолирующий усилитель ACPL-C 87X измеряет сигнал напряжения на своем входе и отправляет выходной сигнал на MCU . ASSR -601J включает светодиод на входе и два дискретных высоковольтных полевых МОП-транзистора на выходе
- Эти два исходных узла полевых МОП-транзисторов могут использоваться как две точки контакта переключателя. У которого пробивное напряжение свыше 1500 В в выключенном состоянии.
- ACPL -C 87X и ASSR -601J используют технологию оптической связи для обеспечения гальванической развязки при передаче сигналов через изолирующий барьер, которая сертифицирована по стандарту IEC 60747-5-5 с рабочим пиковым напряжением 1414 В
Инфраструктура автомобильных электростанций - ключ к широкому распространению электромобилей. Спроектировать эффективное быстрое зарядное устройство постоянного тока с соблюдением требований безопасности по изоляции может быть очень сложно. Оптроны обеспечивают как безопасную изоляцию, так и соответствующие электрические функции в одном корпусе, помогая создавать высокоэффективные системы.
Оптроны Broadcom:
1. ACPL-W61L Ultra Low Power 10 MBd Digital CMOS Optocouplers Data Sheet AV02-2150EN
2. ACPL-W21L Low Power 5 MBd Digital CMOS Optocoupler Data Sheet AV02-3462EN
3. ACSL-7210 Dual-Channel (Bidirectional) 25 MBd CMOS Buffered Input Digital Optocoupler AV02-4235EN
4. ASSR-601J 1500V High Voltage Photo-MOSFET
