芯森AN3V霍爾傳感器：為充電樁安全升級，提供可靠的過流防護

隨著電動汽車的快速普及，充電樁作為電動汽車的“加油站”隨處可見，小到自家車位上的交流慢充，大到專業(yè)的快充電場。充電樁在給電動汽車長時間慢充或者快速、高功率充電的過程中，可能面臨過流、短路、接地故障等風險，這些隱患可能導致設備損壞、火災，甚至威脅人身安全。2025年上半年，新能源車充電安全事故同比增長40%（來源：應急管理部）。據統(tǒng)計，超過30%的充電樁故障源于電流異常未能及時切斷，本文將深入探討充電樁的過流風險，對比主流過流保護方案，讓大家對充電樁的安全保駕護航有個參考。

1. 充電樁的工作原理與過流隱患

其核心功能是將電網電能安全高效地輸送至車輛電池。根據充電方式不同，主要分為兩類：

?交流慢充（AC）

使用220V家用電壓，通過車載充電機（OBC）轉換電能，充電速度較慢（6-8小時充滿），適合夜間停放時使用?。

充電過程通過低壓試探確認安全后，分恒流、恒壓兩階段完成，類似"先大口吃再小口吃"的智能調節(jié)?。

?直流快充（DC）?

直接輸出380V高壓直流電，充電樁內置功率轉換模塊，最快30分鐘可充至80%電量?。

需嚴格握手協(xié)議驗證車輛身份，并實時監(jiān)測電池狀態(tài)（電壓、溫度等），防止過充或熱失控?。

不論是交流慢充，還是直流快充，在此過程中，電流可能因以下原因異常升高：

• 電池故障：電池內部短路或絕緣老化導致充電電流驟增。
• 線路老化：充電線纜或接頭接觸不良，引發(fā)局部過熱和過流。
• 外部短路：充電槍插頭短路或誤操作導致瞬時大電流。
• 電網波動：電壓不穩(wěn)定引發(fā)充電電流波動。

一旦過流未被及時切斷，可能導致：

• 設備損壞：充電模塊、電纜燒毀。
• 火災風險：高溫引燃周圍可燃物。
• 安全事故：觸電或爆炸風險。

1. 充電樁對過流保護的要求

理想的過流保護方案需滿足以下條件：

• 高精度：能夠實時監(jiān)測微小電流變化。
• 快速響應：毫秒級切斷異常電流。
• 高可靠性：在極端溫度、濕度、電磁干擾下穩(wěn)定工作。
• 小型化：適應充電樁內部緊湊的空間布局。
• 高絕緣：滿足高壓環(huán)境下的安全標準。

1. 主流過流保護方案對比

目前，充電樁常采用以下幾種過流保護方案，各有優(yōu)缺點：

AN3V vs. 傳統(tǒng)方案：為什么它更適合充電樁？

對比分析

• 保險絲和熱繼電器雖然成本低，但無法實時監(jiān)測電流，且響應時間長，難以滿足高功率充電樁的需求。
• 電磁式繼電器可靠性高，但體積龐大，不適合緊湊型充電樁。
• 分流器+運放方案精度高，但需直接接觸高壓回路，絕緣設計復雜，安全風險大。
• 霍爾傳感器憑借非接觸式測量、毫秒級響應、高絕緣性能，成為高端充電樁的理想選擇。

1. AN3V在充電樁中的應用

1 安裝部署

• AN3V安裝在充電樁的PCB主板上，原邊引腳（5、6、7）連接到母排或寬銅箔，副邊引腳（1、2、3、4）連接到控制芯片。
• 電流方向與傳感器箭頭一致，確保輸出信號正確。

2 過流保護邏輯

1. 實時監(jiān)測：主電流流經焊接在PCB上的AN3V原邊引腳，傳感器將其轉換為與電流成比例的差分電壓信號（Vout - Vref）。

2. 信號處理：差分信號被傳輸至MCU的ADC進行采樣。

3. 智能決策：MCU算法實時判斷電流是否正常、是否過載、是否短路。

4. 快速保護：一旦異常，MCU立即發(fā)出指令，驅動接觸器斷開，整個過程可在微秒級內完成。

3 實際應用案例

• 某頭部充電樁廠商采用AN3V 100 PB35后，過流故障率下降85%，維護成本降低40%。
• 在極端高溫環(huán)境下，AN3V仍保持±1%以內的測量精度，確保充電安全。

1. AN3V簡介

AN3V系列新品，是芯森電子全面升級的系列開環(huán)霍爾電流傳感器產品，旨在滿足電源、光伏、儲能等領域對電流測量的高可靠性、高一致性需求。該系列新品不僅繼承了前代產品的優(yōu)點，還在材料、結構、設計等多方面進行了升級與優(yōu)化，同時兼具高性價比，是國產替代的理想選擇。

AN3V系列新品主要包括AN3V PB35/PB55等多個型號，覆蓋從80A到200A的額定測量范圍。不僅保證了測量精度，還大幅提升了動態(tài)測量范圍，可靠性提升，線性度優(yōu)異。

產品特性：

• 基于霍爾原理的開環(huán)電流傳感器
• 原邊和副邊之間絕緣
• 原材料符合UL 94-V0
• 沒有插入損耗
• 供電電壓：+3.3V
• 高度h=8.7mm
• 執(zhí)行標準:

n EC 60664-1:2020

n IEC 61800-5-1:2022

n IEC 62109-1:2010

參數特點：

• 電壓輸出
• 供電：+5V/3.3V
• 額定量程：±80~200A
• 測量范圍：±80~375A
• 工作范圍：-40~105°C
• 典型精度：1%
• 響應時間：2.5μs
• 絕緣耐壓：3kV
• 帶寬：250kHz
• 線性度：0.5%