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详细剖析交流充电桩上电源和RS485隔离原理

电子设计 2018-01-18 07:28 次阅读

较直流桩而言,交流桩少了大功率的电源模块,充电的功率也小很多,电磁环境相对友好,但仍不可轻视。同时,出于性价比考虑,许多解决方案并不合适,下面从充电控制板的供电和RS485隔离通信的角度出发,阐述一些合适的应用。

图 1 交流充电桩示意图

一、交流桩的主要通信方式

交流桩上因不带充电机,充电由车载的充电机完成,因此一般不需要CAN口跟BMS通信,主流的通信主要有RS485和Wifi/GPRS/以太网,如所示:

1、RS485:电能表和控制单元之间的通信,一般通过RS-485相连,完成电量的统计,消费等。

2、Wifi、GPRS、工业以太网等:主要是跟网络、充电APP等互联,实现远程监控、控制等。

图 2 交流桩的内部通信

交流桩内部的RS485通信距离非常短,且大多是控制板和电表的一对一通信,一般的收发器都能满足波特率、节点数量的需求,需更多注意的是抗干扰、稳定性及整体方案的成本。

二、交流桩内部的低压系统供电

交流桩内部的低压系统供电来源是220VAC的电网,需要的低压电一般是+5VDC、和±12VDC或±15VDC,其中5V给主控、显示等供电,±12V/±15V给模拟电路、充电检测、电插锁等供电。提供这些直流电最理想的方式是单电源搞定,即一个AC-DC提供+5V和±12V/±15VDC多路输出。当中比较麻烦的是给电插锁供电,如图 3。电插锁的工作电压一般是+12/+15VDC,平时基本不耗电,在动作瞬间,电流可达2A。对于多路电源而言,±12V/±15V一般属于电源的辅路,提供瞬态大电流的能力比较弱,在动作瞬间会让电压快速下跌,可能导致电插锁不能有效闭合/断开,也让其它共用±12V/±15VDC的电路受影响。

图 3 电插锁示意图

三、交流桩上电源和RS485隔离的应用方案

方案框图如图 4所示:

图 4 电源和RS485的隔离应用

1、针对交流桩上的供电,ZLG的ZY0JGC05xx系列,高度集成,单一输入提供一路正和一路正负的输出,产品针对电插锁瞬时大电流的应用做了优化,在电插锁进行打开、闭合时均不影响正负输出的电源,保证供电的稳定性。

2、对于电表的RS485隔离,提供带电源隔离输出,隔离电压支持3500VDC,工业级-40~85℃宽温工作的RSM485PCT产品,有效抑制总线的共模噪声等,保证电能表和控制单元的通信的可靠性。

图 5 一路正和一路正负输出AC-DC

图 6 单路隔离RS485收发模块

从交流桩的特性出发,简要分析内部低压系统的供电和RS485通信应用,从兼顾产品可靠性和成本的角度出发,推荐多路的AC-DC和隔离RS485模块解决方案。

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