電動汽車充電領域正在迅速發(fā)展。隨著消費者、行業(yè)和政府對環(huán)保、可持續(xù)交通工具的需求增加，電動汽車充電設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)，交流充電設備在公共充電站的應用受到限制，因為它們無法在合理的時間內(nèi)提供所需電量。相反，交流充電方式的22kW充電速度更適合長時間充電的家用場景。此外，一些交流充電樁只需一個標準插座即可使用。交流充電設備通過將交流電轉(zhuǎn)換為直流電來為電動汽車充電。

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360kW以上。雖然堆疊式電源模塊縮短了總充電時間，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，高精度計量解決方案對于確保系統(tǒng)監(jiān)測和計費所需的可靠能源測量和計算都至關重要。

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

　　圖 1：交流/直流充電器內(nèi)的計量和電流檢測

計量用傳感器

在電力系統(tǒng)中，設計人員常常需要對交流和直流浪涌進行精確的計量。為此，他們通常使用電流互感器和分流電阻器這兩種設備。雖然功率和電能的測量方法有很多種，但分立式架構(gòu)為設計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)。這種多相計量架構(gòu)被稱為分立式解決方案。為確保準確性，所使用的ADC必須符合嚴格的標準，如**國家標準協(xié)會（ANSI）C12 0.5 級或0.2 級儀表等標準。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。

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

與電流互感器類似，分流傳感器計量架構(gòu)也對精度有嚴格的要求，但它需要實現(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)射性能遠超過了相關標準。這款ADC具有高信噪比、小增益誤差，能夠提供高精度的測量結(jié)果。

　　表 1 列出了針對不同計量架構(gòu)的高精度 ADC 建議。

　　表 1：針對不同交流和直流計量傳感器而推薦的高精度 ADC