本发明专利技术公开了一种交直流兼容型车载充电机前级电路和车载充电机，其中，该前级电路包括：整流电路、交流电压检测电路、直流电压检测电路、PFC电路、DC/DC升压电路和脉宽调制集成电路；整流电路的输入端与外部交流输入端口相连，输出端分别与PFC电路的输入端、DC/DC升压电路的输入端相连；外部直流输入端口与整流电路的输出端相连；PFC电路的输出端和DC/DC升压电路的输出端与后级功率变换电路相连；脉宽调制集成电路的第一PWM驱动端与PFC电路相连，脉宽调制集成电路的第二PWM驱动端与DC/DC升压电路相连。本发明专利技术的交直流兼容型车载充电机前级电路和车载充电机兼容交直流两种形式电压输入，改造成本低廉，工作稳定，可以减少电网干扰和波形畸变。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及充电
，具体地，涉及一种交直流兼容型车载充电机前级电路和车载充电机。
技术介绍
充电桩可分为交流充电桩和直流充电桩两种。交流充电桩是安装在电动汽车外、与交流电网连接，为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置，同时具备计量计费功能。交流充电桩一般只提供电能，不提供对车辆状态监控，交流充电桩的连接端口一般为图1所示，其中，L为交流电源，N为中线，PE为接地端子，NCl为空端子，NC2为空端子，CC为充电连接确认端，CP为控制确认端。车载充电机集成在汽车内部，如图2为交流充电桩与汽车连接原理框图，车载充电机实现电源变换、汽车状态、电池管理、各种保护和控制功能。当充电桩插口与车辆端口完全连接后，车载充电机完成自检无故障后(充放电端子连接良好确认为自检无故障，否则将自检故障上报至供电设备)，S2闭合，请求充电，车辆开始正常充电，完成汽车充电功能。直流充电桩是固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，为电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置，如图3为直流充电桩端子定义，其中，DC+和DC-为直流电源端子，PE为接地端，S+和S-为CAN总线端口，CC1、CC2为连接确认端，A+、A-为供电辅助电源端子。直流充电桩具有充电机功能，可以实时监视并控制被充电电池状态，同时，直流充电桩可以对充电电量进行计量，当车辆端子与充电桩完全连接后，直流桩接手了交流车载充电机的电源变换、汽车状态、电池管理、各种保护和控制功能，实现对汽车电池的充电控制和检测。图4为直流充电桩与汽车连接原理图。随着LED路灯等高能效产品的发展和普及，将会推动直流低压网络的集中建设，依附于路灯网络的其他用电设备也会随之推向人们的生活中，由此推断市电电动车充电网络平台使用直流网络，必然是未来的一个趋势，那么对电动车的充电系统设计减少了难度、削减了充电系统的成本，但是在每个充电点全部建设现有规范的直流充电桩，变得没有实施化意义，如果直流供电网络只负责提供直流电源，车载充电机负责电源变换、汽车状态检测、电池管理、各种保护和控制等功能，充电桩建设成本将会大大减少。由于现有技术的车载充电机仅可以使用交流电源输入，不能使用直流电压为其提供电能，如果使用直流输入电压，充电机的功率变换部分需要全部重新设计，设计成本高、周期长。同时，也不存在交直流兼容的车载充电机。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中车载充电机兼容性差且改造成本高的缺陷，根据本专利技术的一个方面，提出一种交直流兼容型车载充电机前级电路。根据本专利技术实施例提供的一种交直流兼容型车载充电机前级电路，包括:整流电路、交流电压检测电路、直流电压检测电路、PFC电路、DC/DC升压电路和脉宽调制集成电路；交流电压检测电路与外部交流输入端口相连，输出端与脉宽调制集成电路的交流电压检测端相连；直流电压检测电路与外部直流输入端口相连，直流电压检测电路的输出端与脉宽调制集成电路的直流电压检测端相连；整流电路的输入端与外部交流输入端口相连，输出端分别与PFC电路的输入端、DC/DC升压电路的输入端相连；外部直流输入端口与整流电路的输出端相连；PFC电路的输出端和DC/DC升压电路的输出端与后级功率变换电路连接；脉宽调制集成电路的第一 PWM驱动端与PFC电路相连，脉宽调制集成电路的第二 PffM驱动端与DC/DC升压电路相连。在上述技术方案中，PFC电路包括:第一场效应管、第一电感、第一二极管和第一滤波电容；第一场效应管的漏极通过第一电感与整流电路的正向输出端相连，源极与整流电路的反向输出端相连，且第一场效应管的漏极还与第一二极管的阳极相连，栅极与脉宽调制集成电路的第一 PWM驱动端相连；第一滤波电容一端与第一二极管的阴极相连，另一端与第一场效应管的源极相连。在上述技术方案中，还包括:第一电压采样电路和电流检测电阻,整流电路的反向输出端通过电流检测电阻与第一场效应管的源极相连；整流电路的反向输出端还与脉宽调制集成电路的第一电流输入端相连；第一电压米样电路一端与整流电路的正向输出端相连，另一端与整流电路的反向输出端相连，第一电压采样电路的输出端与脉宽调制集成电路的电压比较端相连。在上述技术方案中，还包括:反相放大器；整流电路的反向输出端通过反相放大器与脉宽调制集成电路的第一电流输入端相连。在上述技术方案中，DC/DC升压电路包括:第二场效应管、第二电感、第二二极管和第二滤波电容；第二场效应管的漏极通过第二电感与整流电路的正向输出端相连，源极接地，且第二场效应管的漏极还与第二二极管的阳极相连，栅极与脉宽调制集成电路的第二 PffM驱动端相连；第二滤波电容一端与第二二极管的阴极相连，另一端接地。在上述技术方案中，DC/DC升压电路还包括:电流采样电阻；第二场效应管的源极通过电源采样电阻接地，且第二场效应管的源极还与脉宽调制集成电路的第二电流输入端相连。在上述技术方案中，还包括:正向放大器；第二场效应管的源极通过正向放大器与脉宽调制集成电路的第二电流输入端相连。在上述技术方案中，还包括=MOSFET驱动器；脉宽调制集成电路的第一PffM驱动端通过MOSFET驱动器的第一驱动电路与PFC电路相连；脉宽调制集成电路的第二 PWM驱动端通过MOSFET驱动器的第二驱动电路与DC/DC升压电路相连。在上述技术方案中，还包括:二极管；二极管的阳极与外部直流输入端口的正输入端相连，阴极与整流电路的正向输出端相连。在上述技术方案中，还包括:第二电压采样电路；第二电压采样电路与第一滤波电容并联连接，第二电压采样电路的输出端与脉宽调制集成电路的电压反馈端相连。在上述技术方案中，还包括:第二电压采样电路；第二电压采样电路与第二滤波电容并联连接，第二电压采样电路的输出端与脉宽调制集成电路的电压反馈端相连。本专利技术实施例还提供一种交直流兼容型车载充电机，包括如上所述的交直流兼容型车载充电机前级电路和后级功率变换电路；其中，交直流兼容型车载充电机前级电路与后级功率变换电路相连，后级功率变换电路与外部蓄电池相连。本专利技术实施例提供的一种交直流兼容型车载充电机前级电路和车载充电机，使汽车充电的适应性更强，既可以使用交流为汽车提供电源也可以使用直流为汽车提供电源。更改电路后交流电压的输入范围可为原来的交流标准电压220VAC±10%，同时对功率因数进行校正，PF值接近于1，提高产品功率因数，达到了无功补偿的功能；使用直流充电时输入电压范围更宽，可扩展为直流180Vdc-360Vdc输入范围的直流充电设备，从而更好的适应电网电压的浮动，且相对于交流供电效率更高。该交直流兼容型车载充电机的线路无大的交流电流，工作稳定、干扰小，当充电机使用直流充电时，线路是稳定的直流供电，对环境的辐射和传导干扰小。直流供电不需要无功补偿，车载充电机转换为直流供电后车载充电机内部不需要无功补偿，此时将原有的PFC电路转化为普通的BOOST电路，完成电平变换，减少电网干扰和波形畸变。本专利技术实施例提供的交直流兼容型车载充电机利用现有的交流汽车车载充电机实现交直流兼容的车载充电机，实现交流直流充电的兼容性，改造成本低廉。同时可以实现交流充电端子的多口复用或增加端口功能，交流充电端口存在两个空端子，暂时无定义，可以定义为直流输入端子，如果空端子不能使用的情况下可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种交直流兼容型车载充电机前级电路，其特征在于，包括：整流电路、交流电压检测电路、直流电压检测电路、PFC电路、DC/DC升压电路和脉宽调制集成电路；所述交流电压检测电路与外部交流输入端口相连，输出端与所述脉宽调制集成电路的交流电压检测端相连；所述直流电压检测电路与外部直流输入端口相连，所述直流电压检测电路的输出端与所述脉宽调制集成电路的直流电压检测端相连；所述整流电路的输入端与外部交流输入端口相连，输出端分别与所述PFC电路的输入端、所述DC/DC升压电路的输入端相连；外部直流输入端口与所述整流电路的输出端相连；所述PFC电路的输出端和所述DC/DC升压电路的输出端与后级功率变换电路连接；所述脉宽调制集成电路的第一PWM驱动端与所述PFC电路相连，所述脉宽调制集成电路的第二PWM驱动端与所述DC/DC升压电路相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王建，殷树刚，李涛，郭增桥，徐鲲鹏，
申请(专利权)人：国家电网公司，北京南瑞智芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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