一种用于双向直流充电机的辅助电源模块制造技术

本实用新型专利技术涉及充电机领域，具体公开了用于双向直流充电机的辅助电源模块，包括输入端、第一输出端和第二输出端，其中，所述输入端连接外部电源，所述第一输出端连接DC/DC电路，为双向直流充电机提供绝缘检测电压，所述第二输出端连接二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极连接DC/DC电路，为DC/DC电路反向工作时提供辅助供电。本实用新型专利技术在反向离网模式时，不需要功率级DC/DC电路输出电动汽车所需要的绝缘检测电压，而是由辅助电源模块直接提供，辅助电源模块方案固定后，其空载损耗也基本固定，系统控制电路和DC/DC电路的电源模块辅助电源功率相对固定，对外部电源功率的要求显著降低，因此本实用新型专利技术提供的辅助电源模块方案更具有普遍的适用性。具有普遍的适用性。具有普遍的适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于双向直流充电机的辅助电源模块


[0001]本技术涉及直流充电机领域，具体涉及一种用于双向直流充电机的辅助电源模块。

技术介绍

[0002]随着纯电动车市场的兴起，电动汽车充电机行业也迎来了快速发展，同时，双向充电机可以满足更多的应用场景，比如：配合国家电网实现削峰填谷功能、在电网断电时为家庭用电设备供电、野外露营提供照明等等。其中辅助电源供电方案是很重要的一个环节，即需要满足充电机正向充电模式时对辅助电源的需求，同时也需要保证在反向并网和反向离网模式时系统也能够正常工作。
[0003]传统辅助电源方案如图1所示，双向充电机辅助电源主要分为三部分，分别是：电源模块辅助电源、系统供电辅助电源和升压隔离电源。电源模块辅助电源从母线电压输出端VBUS取电，经辅助电源电路后分别产生VCC1为AC/DC以及DC/DC原边电路供电、VCC2为DCDC副边电路供电，根据电源模块控制电路对电源要求，VCC1和VCC2会单路或同时为电源模块控制电路供电；系统辅助电源从电网AC侧取电，主要为系统控制电路供电；升压隔离电源从外部电源取电，经升压隔离电源后输出至母线电压，同时外部电源经二极管D1后可以为系统控制控制电路供电。
[0004]充电机在正向充电模式和反向并网模式时，由于电网侧有电，电源模块辅助电源和系统供电辅助电源均可以正常工作，不需要外部电源提供能量；
[0005]在反向离网模式时，电动汽车电池需要放电，但是电动汽车在闭合车端高压直流接触器之前，充电机需要按照电动汽车给定输出电压命令先执行绝缘检测，只有绝缘检测满足要求时电动汽车才会闭合车端高压直流接触器并开始放电。而反向离网模式时电网侧断开，因此必须由外部电源为系统控制电路供电，才能够保证充电机和电动汽车实现通信。同时，外部电源还需要经升压隔离电源升压至母线电压，为电源模块辅助电源供电，只有当DC/DC电路的控制电存在时，DC/DC电路才可以在电源模块控制电路的控制下输出电动汽车要求的输出电压VO，并由系统控制电路完成绝缘检测。
[0006]当绝缘检测完成后，电动汽车内部高压直流接触器器闭合，电源模块控制电路控制输出高压直流接触器K1闭合，电动汽车电池电压连接至DC/DC输出VO，DC/DC电路反向工作由电动汽车电池为母线提供能量，进而AC/DC反向工作完成交流侧电压建立，此时可以由电源模块控制电路控制升压隔离电源关闭，外部电源不再需要提供能量。
[0007]上述方案是现有双向充电机中常用的解决方案，从以上工作过程可知，该方案主要受限于反向离网模式DC/DC电路空载损耗的影响，若外部电源为汽车点烟器，通常汽车点烟器最大电流能力为10A，即额定最大功率为120W。电源模块控制电路和电源模块辅助电源总需求功率在15W
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35W不等，再考虑实际电源转换效率(85％)的影响以及点烟器使用时需要预留一定裕量(按照80％降额)防止其损坏，则DC/DC电路最大空载损耗不应超过50W。然而，针对不同的应用条件DC/DC电路空载损耗差异会很大，如交流侧为单相系统或三相系
统，三相系统中母线电压更高，空载损耗更大；DC/DC电路不同拓扑结构影响，双向拓扑可选择CLLC、DAB或移相全桥等其他拓扑，由于拓扑结构和控制方式不同，空载损耗差异很大，如DAB拓扑空载损耗很难降低到100W以下；DC/DC电路采用单路输出或多路并联输出，充电机功率越大，需要并联电路数量越多，而并联电路数量越多空载将会成倍增加等等，这些原因均会导致现有方案不具有普遍的适用性，同时若点烟器使用功率过高还可能导致点烟器内部保险丝烧坏，存在一定的安全隐患。同样，若外部电源采用外接电池供电，由于不同应用条件下DC/DC电路空载损耗不固定，也会存在相同问题，如不同应用条件可能需要配备不同容量的电池。
[0008]综上所述，目前双向充电机在离网模式时的辅助电源方案对DC/DC电路空载损耗差异大不具有普遍适用性，并且存在一定的安全隐患。

技术实现思路

[0009]本技术为了解决现有技术中双向充电机在离网模式时的辅助电源方案对DC/DC电路空载损耗差异大不具有普遍适用性的问题，提供一种新的用于双向直流充电机的辅助电源模块。
[0010]本技术采用的技术方案：
[0011]一种用于双向直流充电机的辅助电源模块，包括：
[0012]输入端，所述输入端连接外部电源；
[0013]第一输出端，所述第一输出端连接DC/DC电路输出端，为双向直流充电机提供绝缘检测电压；
[0014]第二输出端，所述第二输出端连接二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极连接DC/DC电路辅助供电VCC2，为DC/DC电路反向工作时提供辅助供电。
[0015]进一步地，所述辅助电源模块配置为升压隔离电源，所述升压隔离电源包括两个反激电路，两个所述反激电路配置为第一反激电路和第二反激电路，所述第一反激电路的输出端配置为第一输出端，所述第二反激电路的输出端配置为第二输出端。
[0016]进一步地，所述第一反激电路的初级线圈的一端连接外部电源正极，所述第一反激电路的初级线圈的另一端连接开关管Q2的漏极，所述开关管Q2的源极接地，所述开关管Q2的栅极连接第一PWM控制器输出端，所述第一反激电路的次级线圈经整流电路输出绝缘检测所需要电压值。
[0017]进一步地，所述第二反激电路的初级线圈的一端连接外部电源正极，所述第二反激电路的初级线圈的另一端连接开关管Q3的漏极，所述开关管Q3的源极接地，所述开关管Q3的栅极连接第二PWM控制器输出端，所述第二反激电路的次级线圈经二极管D2输出DC/DC电路反向工作所需要辅助供电VCC2。
[0018]进一步地，所述系统控制板供电电路连接二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极连接所述外部电源。
[0019]进一步地，所述升压隔离电源还包括升压电路，两个所述反激电路经所述升压电路连接所述外部电源。
[0020]本技术为了解决现有技术中双向充电机在离网模式时的辅助电源方案对DC/DC电路空载损耗差异大不具有普遍适用性的问题，提供一种新的用于双向直流充电机的辅
助电源模块。
[0021]一种用于双向直流充电机的辅助电源模块，包括：
[0022]第一辅助电源，所述第一辅助电源的输入端连接外部电源，所述第一辅助电源的输出端连接DC/DC电路输出端，为双向直流充电机提供绝缘检测电压；
[0023]第二辅助电源，所述第二辅助电源的输入端连接电动汽车电池，所述第二辅助电源的输出端连接DC/DC电路辅助供电VCC2或母线电压输出端VBUS，为DC/DC电路反向工作时提供辅助供电。
[0024]与现有技术相比，本技术的有意效果：
[0025]1、本技术可以将外部电源连接升压隔离电源，根据系统控制电路发出的输出电压命令输出电动汽车所需要的绝缘检测电压，与现有方案相比减少了功率级DCDC所产生的空载损耗，由于系板控制电路供电和电源模块控制电路供电功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于双向直流充电机的辅助电源模块，其特征在于，包括：输入端，所述输入端连接外部电源；第一输出端，所述第一输出端连接DC/DC电路输出端，为双向直流充电机提供绝缘检测电压；第二输出端，所述第二输出端连接二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极连接DC/DC电路辅助供电VCC2，为DC/DC电路反向工作时提供辅助供电。2.根据权利要求1所述的用于双向直流充电机的辅助电源模块，其特征在于，所述辅助电源模块配置为升压隔离电源，所述升压隔离电源包括两个反激电路，两个所述反激电路配置为第一反激电路和第二反激电路，所述第一反激电路的输出端配置为第一输出端，所述第二反激电路的输出端配置为第二输出端。3.根据权利要求2所述的用于双向直流充电机的辅助电源模块，其特征在于，所述第一反激电路的初级线圈的一端连接外部电源正极，所述第一反激电路的初级线圈的另一端连接开关管Q2的漏极，所述开关管Q2的源极接地，所述开关管Q2的栅极连接第一PWM控制器输出端，所述第一反激电路的次级线圈经整流电路输出绝缘检测所需要电压值。4.根据权利要求2所述的用于双向直流充...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨传超，邵丹薇，杨志，杨立军，
申请(专利权)人：国创移动能源创新中心江苏有限公司，
类型：新型
国别省市：