國慶期間,我國固態電池技術迎來重要突破。中國科學院物理研究所黃學杰團隊聯合多家科研機構,共同研發出一種基于“陰離子調控”的全固態鋰電池界面技術。這項技術有效解決了固態電解質與鋰電極接觸不良的難題,為高能量密度電池的量產化奠定了基礎,同時也為電動車實現更高倍率快充提供了可能。
隨著電池充電速度的提升,充電樁的供電能力也面臨新的挑戰。華為、比亞迪等企業近期紛紛推出兆瓦級液冷超充方案,其系統電壓達到1000V,單槍電流超過1000A,功率密度再創新高。這對充電樁的電流檢測精度提出了更高要求,特別是在PFC(有源功率因數校正)模塊的電流檢測環節。
PFC電路是充電樁AC/DC轉換模塊的前級,通過調整輸入電流波形與電壓同步,提高功率因數并減少諧波污染。在三相交錯式PFC結構中,電流測量點主要分為兩類:一是DC側的電感電流,用于電流環控制;二是AC側的輸入總電流,用于保護和功率監測。這些測量點的電流范圍從幾安培到幾百安培不等,要求傳感器具備高帶寬、強絕緣性和快速響應能力,同時還要能承受PFC模塊工作時產生的高溫環境。
針對這些需求,芯森電子推出的AN3V系列開環霍爾電流傳感器展現出獨特優勢。該系列采用板載焊接型封裝,可直接焊接在功率板或控制板上,省去了傳統穿孔式傳感器的穿線步驟,大幅縮小了體積并提高了集成度。其輸出端可直接連接主控ADC通道,減少了外部接線,降低了信號干擾。
以AN3V200型號為例,其額定測量電流為±200A,峰值可達±375A,完全覆蓋大多數充電樁PFC應用場景。對于更高功率的PFC模塊,可通過并聯多個傳感器或定制更高量程的型號來滿足需求。該傳感器的帶寬為250kHz,響應時間僅2.5μs,能夠滿足PFC電路的高頻采樣需求。其精度達到±1%,非線性誤差≤0.5%,交流耐壓4.3kV/1min,爬電距離大于8mm,符合國際安全標準。
在實際應用中,AN3V傳感器適合放置在電感回路出口或整流橋與MOSFET之間,這些位置的信號干擾較小,dv/dt較低。例如,在一個30kW的PFC模塊中,輸出電壓800V,電流約37A RMS,峰值50A,選用AN3V80或AN3V100型號即可滿足需求。其功耗僅為0.53W,熱量極低,可依靠PCB銅層自然散熱。
在三相交錯結構中,每路電流通常在幾十安量級,AN3V傳感器能夠輕松勝任閉環控制與保護任務。配合簡單的RC濾波電路(1kΩ + 4.7nF),輸出信號可直接送入DSP或MCU的高速ADC,實現實時電流采樣。這種設計不僅簡化了電路布局,還提高了系統的可靠性和穩定性。
與傳統的電流檢測方案相比,AN3V傳感器在體積、集成度和抗干擾能力方面具有明顯優勢。其板載焊接型封裝減少了外部接線,降低了信號路徑的干擾;高帶寬和快速響應能力滿足了PFC電路的高頻采樣需求;良好的絕緣性能和溫度穩定性確保了高壓環境下的安全運行。
在實際工程應用中,需要注意保持電流路徑盡可能短,原邊銅層應寬厚以避免額外引線環路。供電部分應采用隔離5V電源,副邊信號線需進行屏蔽處理。同時,應加入RC濾波、TVS保護和共模扼流圈,以抑制高頻尖峰。采樣速率方面,ADC應不低于500kS/s,濾波截止頻率約為兩倍開關頻率。在滿載運行測試中,需確保PCB銅層溫升小于20℃,以保證系統的長期穩定性。











