直流充电电路及直流充电桩制造技术

本申请公开了一种直流充电电路及直流充电桩，属于电源管理技术领域

【技术实现步骤摘要】
直流充电电路及直流充电桩


[0001]本申请属于电源管理
，尤其涉及一种直流充电电路及直流充电桩
。

技术介绍

[0002]直流充电桩通常采用由
AC/DC
变换器和
DC/DC
变换器级联组成的两级结构，将交流电转换为电动汽车电池组所需的不同输出电压级别的直流电流
。
为了维持直流母线上的稳压电压，通常需要采用大容值的电解电容
。
为了解决这个问题，可以采用轻母线电容技术
。
然而，目前采用轻母线电容型两级式充电桩，由于其储能能力较弱，使得前级
AC/DC
变换器以及后级
DC/DC
变换器的功率相互耦合，难以实现高效的控制
。

技术实现思路

[0003]本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一
。
为此，本申请提出一种直流充电电路及直流充电桩
。
直流充电电路采用轻母线架构，控制电路可以在控制
VIENNA
整流电路中一相开关管进行开关动作时，控制另外两相开关管不动作，处于钳位状态，因此可以有效减小开关损耗，提高系统的运行效率
。
[0004]第一方面，本申请提供了一种直流充电电路，包括：
VIENNA
整流电路
、
薄膜电容
、LLC
谐振变换电路和控制电路
。VIENNA
整流电路的输入端与交流源电连接，
VIENNAr/>整流电路的输出端分别与上半母线和下半母线电连接，上半母线和下半母线均依次与薄膜电容和
LLC
谐振变换电路电连接；控制电路分别与
VIENNA
整流电路和
LLC
谐振变换电路电连接，配置为控制
VIENNA
整流电路以给定功率工作，以及控制
LLC
谐振变换电路以给定电压工作；其中，控制电路配置为控制
VIENNA
整流电路中任一相开关管进行开关动作时，控制其余两相开关管不进行开关动作
。
[0005]根据本申请的一个实施例，直流充电电路的控制电路包括：电压给定单元，配置为基于给定功率和交流源的电压确定在
α
、
β
轴上的给定电压输出参考量
U
α
*、U
β
*
；
PWM
调制器，分别与电压给定单元和
VIENNA
整流电路电连接，配置为根据电压输出参考量
U
α
*
、U
β
*
确定目标零序分量，以根据目标零序分量确定
VIENNA
整流电路中各相的等效占空比，基于等效占空比生成
PWM
信号，利用
PWM
信号驱动
VIENNA
整流电路
。
[0006]根据本申请的一个实施例，直流充电电路的电压给定单元包括：锁相环单元，根据交流源的各相电压确定电网相位角
θ
；电流计算单元，与锁相环单元电连接，配置为基于给定功率和交流源的电压有效值确定给定电流，并根据给定电流和电网相位角
θ
确定在
α
、
β
轴上的给定电流输出参考量
I
α
*
、I
β
*
；比例谐振控制单元，与电流计算单元电连接，配置为计算给定电流输出参考量
I
α
*
、I
β
*
与实际电流
I
α
、I
β
的电流差值，并根据电流差值确定在
α
、
β
轴上的给定电压输出参考量
U
α
*
、U
β
*
。
[0007]根据本申请的一个实施例，直流充电电路的锁相环单元包括：
Clark
变换器，与交流源电连接，配置为基于交流源的各相电压确定在
α
、
β
轴上的电压
U
α
、U
β
；二阶广义积分器，与
Clark
变换器电连接，配置为分别对电压
U
α
、U
β
进行处理得到两组正交信号
u
α
`、qu
α
`
和
u
β
`、
qu
β
`
；
Park
变换器，与二阶广义积分器电连接，配置为将信号
u
α
`
和
u
β
`
相减得到
u
α
+
，信号
qu`
和
qu`
β
相减得到
u
β
+
，并对
u
α
+
和
u
β
+
进行
Park
变换得到
u
q
；相位计算单元，与
Park
变换器电连接，配置为根据
u
q
和交流源的角频率
ω
确定电网相位角
θ
。
[0008]根据本申请的一个实施例，直流充电电路的控制电路包括：频率计算单元，配置为根据给定电压和
LLC
谐振变换电路的输出反馈电压之间的电压差值确定频率调整量；均压单元，配置为根据上半母线和下半母线之间的电压差确定频率补偿量；
PFM
调制器，分别与频率计算单元和均压控制单元电连接，配置为根据频率调整量和频率补偿量生成开关管驱动信号，利用开关管驱动信号驱动
LLC
谐振变换电路
。
[0009]根据本申请的一个实施例，频率计算单元包括：第一
PI
控制器，配置为根据给定电压和
LLC
谐振变换电路的输出反馈电压之间的电压差值确定第一频率参数；准比例谐振准控制器，配置为根据给定电压和
LLC
谐振变换电路的输出反馈电压之间的电压差值确定第二频率参数；调整量计算单元，分别与第一
PI
控制器和准比例谐振准控制器电连接，配置为计算第一频率参数和
LLC
谐振变换电路的谐振频率参数之间的频率差值，并计算频率差值与第二频率参数的差值，获得频率调整量
。
[0010]根据本申请的一个实施例，直流充电电路的均压单元包括：第二
PI
控制器，配置为根据上半母线和下半母线之间的电压差确定电压参数
Δ
u
pno
；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种直流充电电路，其特征在于，包括
VIENNA
整流电路
、
薄膜电容
、LLC
谐振变换电路和控制电路；所述
VIENNA
整流电路的输入端与交流源电连接，所述
VIENNA
整流电路的输出端分别与上半母线和下半母线电连接，所述上半母线和所述下半母线均依次与所述薄膜电容和所述
LLC
谐振变换电路电连接；控制电路，分别与所述
VIENNA
整流电路和
LLC
谐振变换电路电连接，配置为控制所述
VIENNA
整流电路以给定功率工作，以及控制所述
LLC
谐振变换电路以给定电压工作；其中，所述控制电路配置为控制所述
VIENNA
整流电路中任一相开关管进行开关动作时，控制其余两相开关管不进行开关动作
。2.
根据权利要求1所述的直流充电电路，其特征在于，所述控制电路包括：电压给定单元，配置为基于所述给定功率和所述交流源的电压确定在
α
、
β
轴上的给定电压输出参考量
U
α
*
、U
β
*
；
PWM
调制器，分别与所述电压给定单元和所述
VIENNA
整流电路电连接，配置为根据所述电压输出参考量
U
α
*
、U
β
*
确定目标零序分量，以根据所述目标零序分量确定所述
VIENNA
整流电路中各相的等效占空比，基于所述等效占空比生成
PWM
信号，利用所述
PWM
信号驱动所述
VIENNA
整流电路
。3.
根据权利要求2所述的直流充电电路，其特征在于，所述电压给定单元包括：锁相环单元，根据所述交流源的各相电压确定电网相位角
θ
；电流计算单元，与所述锁相环单元电连接，配置为基于所述给定功率和所述交流源的电压有效值确定给定电流，并根据所述给定电流和所述电网相位角
θ
确定在
α
、
β
轴上的给定电流输出参考量
I
α
*
、I
β
*
；比例谐振控制单元，与所述电流计算单元电连接，配置为计算所述给定电流输出参考量
I
α
*
、I
β
*
与实际电流
I
α
、I
β
的电流差值，并根据所述电流差值确定在
α
、
β
轴上的给定电压输出参考量
U
α
*
、U
β
*
。4.
根据权利要求3所述的直流充电电路，其特征在于，所述锁相环单元包括：
Clark
变换器，与所述交流源电连接，配置为基于所述交流源的各相电压确定在
α
、
β
轴上的电压
U
α
、U
β
；二阶广义积分器，与所述
Clark
变换器电连接，配置为分别对电压
U
α
、U
β
进行处理得到两组正交信号
u
α
ˋ
、qu
α
ˋ
和
u
β
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡璟珂，徐军忠，王勇，刘威，王腾飞，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：