| 专利名称： | 兼容交直流输入的充电电路及其电动汽车充电模块 | ||
| 专利名称(英文)： | Compatible with the charging circuit of the AC-DC input and the electric automobile charging module | ||
| 专利号： | CN201610362343.1 | 申请时间： | 20160526 |
| 公开号： | CN105811542A | 公开时间： | 20160727 |
| 申请人： | 深圳市健网科技有限公司 | ||
| 申请地址： | 518000 广东省深圳市南山区北环路第五工业区航天微电机厂房科研楼（D座三楼） | ||
| 发明人： | 黄书锐 | ||
| 分类号： | H02J7/00; H02J7/02 | 主分类号： | H02J7/00 |
| 代理机构： | 深圳市爱迪森知识产权代理事务所(普通合伙) 44341 | 代理人： | 何婷; 田利琼 |
| 摘要： | 本发明涉及充电技术领域，提供了一种兼容交直流输入的充电电路，应用于一电动汽车上。所述兼容交直流输入的充电电路包括外部电源输入接口、PFC/BOOST电路、DC/DC调压电路、采集电路及驱动控制电路；所述外部电源输入接口的输出端与所述PFC/BOOST电路的输入端相连；所述PFC/BOOST电路的输出端与所述DC/DC调压电路的输入端相连；所述的DC/DC调压电路的输出端与所述电动汽车的电池输入端相连；所述采集电路的输入端分别与所述外部电源输入接口的输出端及DC/DC调压电路的输出端相连，输出端与所述驱动控制电路的输入端相连；所述驱动控制电路的输出端分别与所述PFC/BOOST电路及DC/DC调压电路相连。 | ||
| 摘要(英文)： | Technical field the invention relates to a charging, provides a compatible with the charging circuit of the AC-DC input, is applied to an electric vehicle. The compatible AC/DC input of the charging circuit comprises an external power supply input interface, PFC/BOOST circuit, DC/DC voltage-regulation circuit, a collecting circuit and a drive control circuit; said external power input interface and the output end is connected with the input end of the PFC/BOOST circuit; the output of the PFC/BOOST circuit with the DC/DC is connected with the input end of the voltage regulating circuit; the output end of the DC/DC voltage regulator circuit with the electric vehicle is connected with the input end of the battery; the acquisition circuit are respectively connected with the input end of the input interface of the external power source and the output of the DC/DC is connected with the output terminal of the voltage regulation circuit, with the output end is connected with the input end of the drive control circuit; said drive control circuit are connected with the output end of the PFC/BOOST circuit and a voltage regulating circuit is connected with DC/DC. | ||
1.一种兼容交直流输入的充电电路，用于给一电动汽车充电，其特征在 于，所述兼容交直流输入的充电电路包括外部电源输入接口、PFC/BOOST 电路、DC/DC调压电路、采集电路及驱动控制电路； 所述外部电源输入接口的输出端与所述PFC/BOOST电路的输入端相 连； 所述PFC/BOOST电路的输出端与所述DC/DC调压电路的输入端相连； 所述的DC/DC调压电路的输出端与所述电动汽车的电池输入端相连； 所述采集电路的输入端分别与所述外部电源输入接口的输出端及 DC/DC调压电路的输出端相连，输出端与所述驱动控制电路的输入端相连； 所述驱动控制电路的输出端分别与所述PFC/BOOST电路及DC/DC调 压电路相连。
2.如权利要求1所述的兼容交直流输入的充电电路，其特征在于，所述 驱动控制电路分析所述采集电路采集到的所述外部电源输入接口的输出端 及所述DC/DC调压电路的输出端的数据后控制所述PFC/BOOST电路或 DC/DC调压电路开启或关闭。
3.如权利要求1所述的兼容交直流输入的充电电路，其特征在于，所述 PFC/BOOST电路及所述DC/DC调压电路都包括共用的电感、绝缘栅双极 型晶体管、二极管及电容； 所述外部电源输入接口经电感与所述PFC/BOOST的输入端相连，所述 绝缘栅双极型晶体管的漏极与所述整流电路的正向输出端相连，源极与所 述整流电路的反向输出端相连，栅极与所述控制电路相连； 所述绝缘栅双极型晶体管的漏极还与所述二极管的阳极相连，所述电 容的一端与所述二极管的阴极相连，另一端与所述绝缘栅双极型晶体管的 源极相连； 所述驱动控制电路通过发送控制信号控制所述绝缘栅双极型晶体管导 通或断开实现所述PFC/BOOST电路与所述DC/DC调压电路的转换。
4.如权利要求1所述兼容交直流输入的充电电路，其特征在于，所述控 制电路用于校正所述PFC电路的功率因数。
5.如权利要求1所述的兼容交直流输入的充电电路，其特征在于，所述 控制电路为DSP电路。
6.一种电动汽车充电模块，其特征在于，包括一兼容交直流输入的充电 电路，所述兼容交直流输入的充电电路包括外部电源输入接口、PFC/BOOST 电路、DC/DC调压电路、采集电路及驱动控制电路； 所述外部电源输入接口为一个4引脚的接线端子，该4个引脚分别标 号为P1，P2，P3，P4。如果外部电源为交流市电，则这P1/P2/P3/P4分别 接电网的R/S/T/地线；如果外部电源为直流电源，则P1和P3接口分别外 接蓄电池的正负极，P2和P4悬空； 所述外部电源输入接口的输出端与所述PFC/BOOST电路的输入端相 连； 所述PFC/BOOST电路的输出端与所述DC/DC调压电路的输入端相连； 所述的DC/DC调压电路的输出端与所述电动汽车的电池输入端相连； 所述采集电路的输入端分别与所述外部电源输入接口的输出端及 DC/DC调压电路的输出端相连，输出端与所述驱动控制电路的输入端相连； 所述驱动控制电路的输出端分别与所述PFC/BOOST电路及DC/DC调 压电路相连。
7.如权利要求6所述的电动汽车充电模块，其特征在于，所述控制电路 用于校正所述PFC电路的功率因数。
8.如权利要求6所述的电动汽车充电模块，其特征在于，所述控制电路 为DSP电路。
1.一种兼容交直流输入的充电电路，用于给一电动汽车充电，其特征在 于，所述兼容交直流输入的充电电路包括外部电源输入接口、PFC/BOOST 电路、DC/DC调压电路、采集电路及驱动控制电路； 所述外部电源输入接口的输出端与所述PFC/BOOST电路的输入端相 连； 所述PFC/BOOST电路的输出端与所述DC/DC调压电路的输入端相连； 所述的DC/DC调压电路的输出端与所述电动汽车的电池输入端相连； 所述采集电路的输入端分别与所述外部电源输入接口的输出端及 DC/DC调压电路的输出端相连，输出端与所述驱动控制电路的输入端相连； 所述驱动控制电路的输出端分别与所述PFC/BOOST电路及DC/DC调 压电路相连。
2.如权利要求1所述的兼容交直流输入的充电电路，其特征在于，所述 驱动控制电路分析所述采集电路采集到的所述外部电源输入接口的输出端 及所述DC/DC调压电路的输出端的数据后控制所述PFC/BOOST电路或 DC/DC调压电路开启或关闭。
3.如权利要求1所述的兼容交直流输入的充电电路，其特征在于，所述 PFC/BOOST电路及所述DC/DC调压电路都包括共用的电感、绝缘栅双极 型晶体管、二极管及电容； 所述外部电源输入接口经电感与所述PFC/BOOST的输入端相连，所述 绝缘栅双极型晶体管的漏极与所述整流电路的正向输出端相连，源极与所 述整流电路的反向输出端相连，栅极与所述控制电路相连； 所述绝缘栅双极型晶体管的漏极还与所述二极管的阳极相连，所述电 容的一端与所述二极管的阴极相连，另一端与所述绝缘栅双极型晶体管的 源极相连； 所述驱动控制电路通过发送控制信号控制所述绝缘栅双极型晶体管导 通或断开实现所述PFC/BOOST电路与所述DC/DC调压电路的转换。
4.如权利要求1所述兼容交直流输入的充电电路，其特征在于，所述控 制电路用于校正所述PFC电路的功率因数。
5.如权利要求1所述的兼容交直流输入的充电电路，其特征在于，所述 控制电路为DSP电路。
6.一种电动汽车充电模块，其特征在于，包括一兼容交直流输入的充电 电路，所述兼容交直流输入的充电电路包括外部电源输入接口、PFC/BOOST 电路、DC/DC调压电路、采集电路及驱动控制电路； 所述外部电源输入接口为一个4引脚的接线端子，该4个引脚分别标 号为P1，P2，P3，P4。如果外部电源为交流市电，则这P1/P2/P3/P4分别 接电网的R/S/T/地线；如果外部电源为直流电源，则P1和P3接口分别外 接蓄电池的正负极，P2和P4悬空； 所述外部电源输入接口的输出端与所述PFC/BOOST电路的输入端相 连； 所述PFC/BOOST电路的输出端与所述DC/DC调压电路的输入端相连； 所述的DC/DC调压电路的输出端与所述电动汽车的电池输入端相连； 所述采集电路的输入端分别与所述外部电源输入接口的输出端及 DC/DC调压电路的输出端相连，输出端与所述驱动控制电路的输入端相连； 所述驱动控制电路的输出端分别与所述PFC/BOOST电路及DC/DC调 压电路相连。
7.如权利要求6所述的电动汽车充电模块，其特征在于，所述控制电路 用于校正所述PFC电路的功率因数。
8.如权利要求6所述的电动汽车充电模块，其特征在于，所述控制电路 为DSP电路。
翻译：【技术领域】
本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种兼容交直流输入的充电电路 及其具有该充电电路的电动汽车充电模块。
【背景技术】
电动汽车充电电路分为两种，外接交流输入的充电电路及外接直流输 入的充电电路。然而，现有的这两种充电电路彼此之间不兼容，功能单一， 容易给用户造成不便。例如，外接交流输入的充电电路只能外接三相市电， 如果市电停电，或者用户将电动汽车开至荒郊野外等不方便使用市电给电 动汽车充电的地方时，作为直流充电源的蓄电池没法给外接交流输入的充 电电路充电。此外，外接直流输入的充电电路只能外接直流电源，而生活 中最常用的电源是交流电源，外接直流输入的充电电路较适用于紧急情况。
如果在电动汽车上分别设置上述两种充电电路，便可以解决上述问题， 即电动汽车既能在平常使用外接交流输入的充电电路为其充电，也能在紧 急情况下(即电动汽车亟需充电而市电无法供电的情况)使用外接直流输 入的充电电路为其充电。但是，在电动汽车上设置两种充电电路，线路较 为复杂，设计成本高。且额外设置一个不需要经常使用的外接直流输入的 充电电路也造成了资源的浪费。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题如何提供一种兼容交直流输入的充电电路， 既能实现外部直流电源供电，也能实现外部交流电源供电。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案
本发明提供一种兼容交直流输入的充电电路，其包括外部电源输入接 口、PFC/BOOST电路、DC/DC调压电路、采集电路及驱动控制电路；所述 外部电源输入接口为一个4引脚的接线端子，该4引脚分别标号为P1，P2， P3，P4。如果外部电源为交流市电，则这P1/P2/P3/P4分别接电网的R/S/T/ 地线；如果外部电源为直流电源，则P1和P3接口分别外接蓄电池的正负 极，P2和P4悬空；所述外部电源输入接口的输出端与所述PFC/BOOST电 路的输入端相连；所述PFC/BOOST电路的输出端与所述DC/DC调压电路 的输入端相连；所述的DC/DC调压电路的输出端与一电动汽车的电池输入 端相连；所述采集电路的输入端分别与所述外部电源输入接口的输出端及 DC/DC调压电路的输出端相连，输出端与所述驱动控制电路的输入端相连； 所述驱动控制电路的输出端分别与所述PFC/BOOST电路及DC/DC调压电 路相连。
本发明的有益效果在于本发明提供的充电电路能够兼容交流和直流两 种外接电源输入，能避免不必要的浪费，给用户提供方便。
【附图说明】
图1是本发明较佳实施例中兼容交直流输入的充电电路的应用环境示 意图。
图2是本发明较佳实施例中兼容交直流输入的充电电路的连接端口示 意图。
图3是本发明较佳实施例中兼容交直流输入的充电电路的具体结构图。
图4是本发明较佳实施例中兼容交直流输入的充电电路的工作时序图。
附图标记：
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
请参阅图1，是本发明所述的兼容交直流输入的充电电路的应用环境示 意图。在本实施例中，所述兼容交直流输入的充电电路100(以下简称充电 电路100)应用于一电动汽车200的充电模块201中，用于实现一外部电源 300对所述电动汽车200进行充电。所述外部电源300可以是一外部直流输 入电源，例如蓄电池等，也可以是一外部交流输入电源，例如三相交流市 电。也就是说，本发明的充电电路100既能实现外部直流输入电源对所述 电动汽车200进行充电，也能实现外部交流输入电源对所述电动汽车200 进行充电，即本发明的充电电路100能兼容外部交流及直流输入电源对所 述电动汽车200充电。需要说明的是，在本发明其他实施例中，所述充电 电路100并不限于应用在一电动汽车200中，可以应用在其他电动交通工 具中，例如电动摩托车、电动自行车、独轮等，也可以应用在其他需要充 电的任何装置中，例如笔记本电脑等电子设备。
请参阅图2，是本发明所述的兼容交直流输入的充电电路的连接接口示 意图。在本实施例中，所述充电电路100包括外部电源输入接口10、 PFC/BOOST电路20、DC/DC调压电路30、采集电路50及驱动控制电路 40。
所述外部电源输入接口10外接外部电源300，输出端与所述 PFC/BOOST电路20的输入端相连。所述外部电源输入接口10为包括四个 引脚的接线端子，具体地，请一并参阅图3，是本发明所述的兼容交直流输 入的充电电路的具体结构图。所述四个引脚分别为P1、P2、P3、P4P1P2P3 当需要外接三相交流市电为所述电动汽车200充电时，所述外部电源输入 接口10的P1、P2、P3、P4四个引脚分别外接交流市电的R/S/T/地线P1P2P3； 当需要外接蓄电池为所述电动汽车200充电时，所述四个引脚的其中两个 分别外接一蓄电池的正负极，另外两个引脚悬空，例如P1P1外接蓄电池的 正极，P3P3外接蓄电池的负极，P2P2、P4悬空P2P1P3等。
P1P2P3P1P2P3
所述PFC/BOOST电路20的输出端与及所述DC/DC调压电路30的输 入端相连，所述的DC/DC调压电路30的输出端与所述电动汽车200的电 池输入端相连；所述采集电路50的输入端分别与所述外部电源输入接口10 的输出端及DC/DC调压电路30的输出端相连，输出端与所述驱动控制电 路40的输入端相连；所述驱动控制电路40的输出端分别与所述 PFC/BOOST电路20及DC/DC调压电路30相连。
具体地，在本实施例中，所述PFC/BOOST电路20及所述DC/DC调压 电路30都包括共用的电感L1、L2、L3，绝缘栅双极型晶体管IGBT1、IGBT2、 IGBT3，二极管D5、D6、D11、D12、D14、D15及电容PBus、NBus。
所述PFC/BOOST电路20及所述DC/DC调压电路30的元件连接关系 如下：
所述P1引脚P1经电感L1与所述整流电路20的输入端相连，所述 IGBT1的漏极与所述整流电路20的正向输出端相连，源极与所述整流电路 20的反向输出端相连，栅极与所述驱动控制电路40相连，所述IGBT1的 漏极还与二极管D5的阳极及二极管D3的阴极相连，电容PBus的一端与 所述二极管D5的阴极相连，另一端与二极管D3的阳极及二极管D4的阴 极相连，电容NBus的一端与所述二极管D3的阳极及二极管D4的阴极相 连，另一端与二极管D6的阳极相连，所述二极管D4的阳极及所述二极管 D6的阴极均与所述IGBT1的源极相连。
所述P2引脚2经电感L2与所述整流电路20的输入端相连，所述IGBT2 的漏极与所述整流电路20的正向输出端相连，源极与所述整流电路20的 反向输出端相连，栅极与所述驱动控制电路40相连，所述IGBT2的漏极还 与二极管D11的阳极及二极管D9的阴极相连，电容PBus的一端与所述二 极管D11的阴极相连，另一端与二极管D9的阳极及二极管D10的阴极相 连，电容NBus的一端与所述二极管D9的阳极及二极管D10的阴极相连， 另一端与二极管D12的阳极相连，所述二极管D10的阳极及所述二极管 D12的阴极均与所述IGBT2的源极相连。
所述P3引脚P3经电感L3与所述整流电路20的输入端相连，所述 IGBT3的漏极与所述整流电路20的正向输出端相连，源极与所述整流电路 20的反向输出端相连，栅极与所述驱动控制电路40相连，所述IGBT3的 漏极还与二极管D14的阳极及二极管D18的阴极相连，电容PBus的一端 与所述二极管D14的阴极相连，另一端与二极管D18的阳极及二极管D13 的阴极相连，电容NBus的一端与所述二极管D18的阳极及二极管D13的 阴极相连，另一端与二极管D15的阳极相连，所述二极管D13的阳极及所 述二极管D15的阴极均与所述IGBT3的源极相连。
所述驱动控制电路40分析所述采集电路50采集到的所述外部电源输 入接口10的输出端及所述DC/DC调压电路30的输出端的数据后控制所述 PFC/BOOST电路20或DC/DC调压电路30开启或关闭。在本实施方式中， 所述驱动控制电路40通过发送控制信号控制所述绝缘栅双极型晶体管 IGBT1、IGBT2、IGBT3导通或断开实现所述PFC/BOOST电路20与所述 DC/DC调压电路30的转换。
以下以外部电源300为交流输入的情况为例对具体过程进行分析，当 所述采集电路50检测到第P1引脚P1输入的交流电处于正半波周期内时， 所述驱动控制电路40控制所述IGBT1导通，电流从P1P1出发，经电感L1 流向二极管D1经IGBT1及二极管D4流向电容NBus，等效为一个充电电 路。当所述采集电路50检测到流经所述IGBT1的输出电流达到一预设值时， 所述驱动控制电路40控制所述IGBT1关闭，由于电感L1上的电流不能突 变，经过二极管D1及二极管D5到达电容PBus，等效为一个Boost升压电 路。同理，所述驱动控制电路40对所述IGBT2、IGBT3的控制与对IGBT1 的控制方式相同。需要说明的是，所述驱动控制电路40还对PFC/BOOST 电路20的功率因数进行校正。在本实施方式中，所述驱动控制电路40为 DSP电路。
当外部电源300为交流输入时，所述驱动控制电路40控制所述 PFC/BOOST电路20开启，即控制对应的绝缘栅双极型晶体管导通，并对 PFC/BOOST电路20的功率因数进行校正，保证输出电压为稳定的直流电 压。
当外部电源300为直流输入时，所述驱动控制电路40控制所述DC/DC 调压电路30开启，即控制对应的绝缘栅双极型晶体管断开，此时电路等效 为一个BOOST升压电路，保持输出电压为稳定的直流电压。
表1
请一并参阅图4，是本发明所述的充电电路100的工作时序图，A、B、 C分别为三相相电压，IGBT1、IGBT2、IGBT3导通时输入分别给电感L1、 L2、L3充电，断开时输入将电感L1、L2、L3储存的能量向输出电容PBus、 NBus充电，其中IGBT1、IGBT2、IGBT3可以同时导通或断开，也可以部 分导通或断开。t1～t7为整个过程中的不同时刻，上表1为IGBT1、IGBT2、 IGBT3同时导通或断开时电流的流向。
本发明的充电电路100通过合理的PFC拓扑结构布局电路元件，线路 较为简单，设计成本低，没有造成不必要的浪费。且该充电电路100既能 实现外部交流电源对所述电动汽车200进行充电，也能实现外部直流电源 对所述电动汽车200进行充电，大大地给用户提供了方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
