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贝岭BL0939电能计量芯片在电动车充电桩上的应用

2020-03-10 14:16:54

艾锐达BL0939贝岭免校准电能计量芯片

           我国电动车数量初步估算保有量在2.5亿辆左右(截至2018年底)。近20年来国内电动车产业充分发展,近五年年电动自行车产量均超过3000万辆。除去每年自然报废的数量,整个社会的实际保有量仍在增长。从电动自行车保有量和年销售量的数据引申出另一个问题,就是充电安全性问题。电动自行车的充电需求极大,近几年充电火灾事故发生率较高,国家和地方政府都很重视安全充电的问题。2017年与2018年,公安部和国务院安委会连续发布规范充电行为的公告,大力推进电动自行车充电桩的普及,充电桩迎来了新一轮的发展契机。为了解决电动自行车的安全、集中充电的问题,电动自行车充电桩企业也不断创新。市场上,已有不少企业开发出了新一代智能电动自行车充电桩。新桩结合了物联网、互联网、大数据平台,具备全程实时电表级精度的监控充电终端,可收集电流、电压、功率、电量、温度、火灾自动报警、设备异常等各种状态信息,与消防、公安、政府数据平台实现数据联动,同时为需求方提供有价值的用户数据。
           为了解决电动自行车的安全、集中充电的问题,电动自行车充电桩企业也不断创新。市场上,已有不少企业开发出了新一代智能电动自行车充电桩。新桩结合了物联网、互联网、大数据平台,具备全程实时电表级精度的监控充电终端,可收集电流、电压、功率、电量、温度、火灾自动报警、设备异常等各种状态信息,与消防、公安、政府数据平台实现数据联动,同时为需求方提供有价值的用户数据。


艾锐达BL0939贝岭免校准电能计量芯片

           为了解决电动自行车的安全、集中充电的问题,电动自行车充电桩企业也不断创新。市场上,已有不少企业开发出了新一代智能电动自行车充电桩。新桩结合了物联网、互联网、大数据平台,具备全程实时电表级精度的监控充电终端,可收集电流、电压、功率、电量、温度、火灾自动报警、设备异常等各种状态信息,与消防、公安、政府数据平台实现数据联动,同时为需求方提供有价值的用户数据。
           为实现上述功能,电动自行车充电桩方案一般都会配备一颗专业的计量芯片对各种电参数进行采集,并起到安全保护的作用。但由于市面上通用的计量芯片主要是为电表设计,没办法完全契合充电桩应用。市面上现有的充电桩设计方案普遍存在以下几个难点:充电桩厂家不具备专业校准设备,计量芯片测量精度无法保证。
    ◆涓流充电时小电流的测量误差较大,难以准确判断充电过程是否结束。
    ◆内置保险管在电流波动较大时容易烧毁,频繁更换导致人力成本增加。
    ◆多路充电桩需使用多颗计量芯片,对MCU资源占用较高。
    ◆继电器在大电流状态下关闭,容易导致粘连或打火现象,影响继电器寿命。
           上海贝岭与多个国内电动自行车充电桩大厂进行深入的技术交流,设计了一颗充电桩专用的电能计量芯片BL0939(SSOP20封装),不但对充电桩电能计量功能进行了全面提升,还降低了充电桩整体方案的成本。使用BL0939充电桩方案的主要特点:
    ◆免校准,全温度范围精度可达1%以内
            BL0939内部集成OTP,在出厂时已经经过一轮校准,保证芯片计量误差在1%以内,如外围采样电阻同样采用1%精度,可保证整机计量精度在2%以内,在免校准情况下满足新国标2%计量精度的要求。如果客户需要做用于高精度测量,在单点校准情况下,整机误差可以轻松校准到小于0.1%。由于上海贝岭从事电能计量产品开发近三十年,在设计各种宽量程电能表用计量芯片方面有着丰富的经验,在涓流充电(5mA)的情况下,负载功率检测误差同样可以保证在1%以内。
    ◆快速过流监控输出,有效降低保险管熔断几率
            很多客户反应,电动自行车充电桩的后期运维成本较高。比如杭州一家客户,自营小区的一个充电桩发生故障,派人去维护一次,算上人工及交通费,差不多要花几百元。统计下来,所有故障类型中保险丝熔断占了大部分。一般保险管熔断时间约为100ms。为了解决该问题,BL0939两路电流输入均配置有快速过流监控功能,用户可设定过流保护阈值。当充电电流超出此阈值时,BL0939最快可以在20ms输出中断至MCU,MCU可快速关闭继电器,保护了保险管,达到有效降低客户维护成本的目的。
    ◆物理地址片选,大幅降低MCU资源占用及光耦成本
            BL0939具有物理地址片选功能,最多支持16颗计量芯片(32路)并联在一根UART总线上与MCU通讯,大幅降低了隔离光耦的数量和MCU的串口资源。
    ◆过零检测输出,延长继电器寿命
            BL0939具有过零检测输出功能,用户可选择在电压过零点关闭继电器,可降低继电器在大电流时关闭导致的粘连和打火现象。外部温度传感器,监测外部大电流节点,增加产品安全性
            BL0939具有内置温度传感器,可以测量芯片内部温度或外部节点温度,对于外部大电流充电端子进行监控,可以及时发现过热情况。
    ◆漏电监控保护,使充电桩更安全
            BL0939还具备漏电监控功能,在充电桩产品同质化严重的情况下,提升客户产品安全性的同时,增加客户产品的卖 点。电流波形输出,可分析负载类型
            BL0939可通过SPI输出当前负载电流波形,结合大数据平台可对负载类型进行分析,让充电桩完美融合入物联网生态系统中,为互联网企业提供有价值的数据。

艾锐达BL0939贝岭免校准电能计量芯片

两路计量应用电路图

艾锐达BL0939贝岭免校准电能计量芯片

一路计量一路漏电检测应用电路图

           艾锐达光电坚持以技术为导向,为客户提供从电能计量芯片、电能计量方案、电能检定装置优质的产品和服务。研发团队具有20多年电能计量行业经验,已成功为各行业客户提供了上百种智能电表、智能插座、电力仪表和嵌入式计量和测量方案,并利用在电能表行业的制造管理经验,辅导客户快速批量生产!

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