CN109672257B - 直流充电模块的辅助电源灵活控制方法和系统 - Google Patents

直流充电模块的辅助电源灵活控制方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种直流充电模块辅助电源灵活控制方法和系统。该方法包括：当模块从待机进入开机时，先打开AC‑DC辅助电源控制芯片电源，激活辅助电源，模块自检，自检SCI是否正常，模块AC‑DC输入电压和电流、输出电压和电流、器件温度是否正常，DC‑DC电压、电流、温度是否正常，正常则执行开机命令；自检时间控制在2秒以内，超过则上报对应故障信号，模块进入待机状态；当模块从开机进入待机时，首先检测模块所有温度传感器数据，当温度小于各个部位器件允许的温度T0后，屏蔽模块告警信息，关闭各级AC‑DC辅助电源控制芯片电源，关闭各采样支路电源，关闭驱动电源，模块进入到待机状态。本发明可以有效降低整个充电模块的待机损耗。

Description

直流充电模块的辅助电源灵活控制方法和系统
技术领域
本发明涉及直流充电桩技术领域，特别涉及直流充电模块辅助电源灵活控制方法和系统。
背景技术
直流充电桩在正常使用过程中，一般处于两个状态：充电状态和待机状态。一般情况下，直流充电桩处于待机状态时，充电模块也处于待机状态，原则上模块只需保证正常通信和信息交互即可。充电桩处于待机状态，对于营运商而言，不仅不会产生任何经济收益，而且由于充电模块处于待机状态时候，模块辅助电源仍然在工作，存在一定损耗，从而导致一定的效益损失。
目前国内市场上的充电模块都采用两级结构，第一级为AC-DC变换，第二级为DC-DC变换，同时给两级分别配备辅助电源。对于两级辅助电源有的厂家采用两级辅助电源串联结构，有的厂家采用并联结构，但是无论用那种结构，模块在处于待机状态时候，均需要与上位机通信以及信息显示，所以模块辅助电源仍然在工作，模块仍然有功耗。而且，对于目前绝大多数充电运营站点而言，所有的桩不是同时处于充电状态，可能有很多充电桩在一天大部分时间要处于待机状态，等待车辆充电。所以充电模块的待机损耗的高低直接会影响到充电运营商的经济收益，如何控制待机损耗，目前也有很多方法，例如关闭主功率电路驱动，但是待机损耗还是不能够保证处于最低状态，仍然做不到最低待机损耗。
现有技术存在以下几个问题：1)部分模块辅助电源采取串联结构，只能采取关掉部分辅助电源支路，降低功耗，不能进一步降低功耗，并且辅助电源效率偏低，成本高；2)部分模块辅助电源采取并联结构，目前也是采取关闭驱动等供电支路，降低功耗，也不能进一步降低功耗，待机功耗较高，成本高；3) 也有部分模块辅助电源不采用任何处理，模块处于待机状态时刻，待机功耗极高。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种直流充电模块的辅助电源灵活控制方法，可以灵活控制模块在不同状态下辅助电源工作状态，达到模块对辅助电源应具有高性能以及低损耗要求的目的。
本发明的另一目的在于提供一种直流充电模块的辅助电源灵活控制系统，可以灵活控制模块在不同状态下辅助电源工作状态，达到模块对辅助电源应具有高性能以及低损耗要求的目的。
本发明的目的可以这样实现，设计一种直流充电模块的辅助电源灵活控制方法，包括以下步骤：
S1、充电桩给模块下发开机或关机命令，直流充电模块判断上位机发送来的命令；若为开机命令，当直流充电模块处于待机状态时候，则进入步骤S2；若为关机命令，当直流充电模块处于开机状态，则进入步骤S11；辅助电源包括AC-DC辅助电源、DC-DC辅助电源；
S2、开启AC-DC辅助电源；延时；
S3、打开计时器，打开告警功能；
S4、判断模块自检是否超时；若为否，则进入步骤S5；若为是，则进入步骤S9；
S5、开启所有辅助电源供电支路；
S6、直流充电模块自检模块SCI通信是否正常；若为是，则进入步骤S7；若为否，则返回步骤S4；
S7、直流充电模块自检模块电压、电流、温度是否在正常范围；若为是，则进入步骤S8；若为否，则返回步骤S4；
S8、直流充电模块开机；
S9、直流充电模块告警；
S10、直流充电模块关机，进入待机；
S11、关闭驱动电源；
S12、温度自检，T是否大于T0；若为否，则进入步骤S13；若为是，则再进行温度自检；
S13、屏蔽直流充电模块告警信息；
S14、关闭直流充电模块温度检测电源；
S15、关闭AC-DC辅助电源；
S16、直流充电模块关机，进入待机状态。
进一步地，直流充电模块通过DC-DC控制器开启AC-DC辅助电源控制芯片供电电源，开启AC-DC辅助电源。
进一步地，直流充电模块经过1秒延时后进行状态自检，检查SCI通信是否正常，延时1秒，检查AC-DC输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、器件温度、环境温度是否正常，检查DC-DC电压、电流、温度是否正常，上述各项状态自检项正常则执行开机命令。
更进一步地，自检过程时间控制在2秒以内，超过2秒，直流充电模块正常上报对应故障信号，直流充电模块进入到待机状态，开机失败。
本发明的另一目的可以这样实现，设计一种直流充电模块的辅助电源灵活控制系统，包括AC-DC电源、DC-DC电源、驱动供电模块、采样模块、控制器供电模块、通信供电模块、AC-DC辅助电源、DC-DC辅助电源、辅助电源控制器，辅助电源控制器分别连接AC-DC辅助电源的控制端和DC-DC辅助电源的控制端，AC-DC辅助电源为AC-DC电源的驱动供电模块、采样模块、控制器供电模块分别供电，DC-DC辅助电源为DC-DC电源的驱动供电模块、采样模块、控制器供电模块、通信供电模块分别供电；
DC-DC控制器作为辅助电源控制器，控制辅助电源自动进入到对应的工作状态；由AC-DC控制器、通信模块、采样模块获取直流充电模块信息和模块的状态信息；
设有第一开关电路连接AC-DC辅助电源控制芯片电源端，AC-DC辅助电源控制芯片控制AC-DC辅助电源的开关；设有第二开关电路连接DC-DC驱动电源，DC-DC驱动电源连接驱动模块；设有第三开关电路连接DC-DC采样电源，DC-DC采样电源连接采样模块。
本发明可以有效降低整个充电模块的待机损耗，使其在正常工作时刻保证模块正常运行，在待机状态保证基本的通信需求和信息显示需求，从而在某种程度上起到环保节能，同时提高充电桩运行商的经济收益。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的结构示意图；
图2是本发明较佳实施例之控制方式的结构示意图；
图3是本发明较佳实施例之控制硬件的示意图；
图4是本发明较佳实施例的流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
如图4所示，一种直流充电模块的辅助电源灵活控制方法，包括以下步骤：
S1、充电桩给模块下发开机或关机命令，直流充电模块判断上位机发送来的命令；若为开机命令，当直流充电模块处于待机状态时候，则进入步骤S2；若为关机命令，当直流充电模块处于开机状态，则进入步骤S11。辅助电源包括AC-DC辅助电源、DC-DC辅助电源。
S2、直流充电模块通过DC-DC控制器开启AC-DC辅助电源控制芯片供电电源，进而开启AC-DC辅助电源；延时1秒。
S3、打开计时器，打开告警功能。
S4、判断模块自检是否超时；若为否，则进入步骤S5；若为是，则进入步骤S9。本实施例中，自检过程时间控制在2秒以内，超过2秒，模块正常上报对应故障信号，模块进入到待机状态，开机失败。
S5、开启所有辅助电源供电支路。辅助电源供电支路包括驱动供电支路、采样供电支路、控制器供电支路、通信供电支路。
S6、直流充电模块自检模块SCI通信是否正常；若为是，延时1秒，则进入步骤S7；若为否，则返回步骤S4；
S7、直流充电模块自检直流充电模块当前状态是否正常；若为是，则进入步骤S8；若为否，则返回步骤S4；直流充电模块经过1秒延时后进行状态自检，检查AC-DC输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、器件温度、环境温度是否正常，检查DC-DC电压、电流、温度是否正常，上述各项状态自检项正常则执行开机命令。
本实施例中正常状态值为，AC-DC部分：输入电压范围：AC220+15％、输入电流范围：0～6A、输出电压：330V～430V、温度：-20℃～60℃，DC-DC 部分：输出电压：0～100V、输出电流0A、温度范围：-20℃～60℃。
S8、直流充电模块开机。
S9、直流充电模块告警。
S10、直流充电模块关机，进入待机。
S11、关闭驱动电源。
S12、温度自检，T是否大于安全温度T0，因充电模块拥有多个温度传感器，分别测量不同部位和器件温度，安全温度就是模块所有器件可以承受的温度，本实施例中，T0为50℃；若为否，则进入步骤S13；若为是，则再进行温度自检。
S13、屏蔽直流充电模块温度检测电源；屏蔽直流充电模块告警信息。
S14、关闭直流充电模块温度检测电源。
S15、关闭AC-DC辅助电源控制芯片电源，彻底关闭AC-DC辅助电源；随后关闭DC-DC所有电压、电流、温度采样支路电源，仅保留控制器以及通信模块支路电源。
S16、直流充电模块关机，进入待机状态，拥有最低待机损耗。
本发明可根据上位机给出的开机、关机命令，结合直流充电模块当前实际工作状态，灵活控制两级辅助电源工作状态。本发明的方法可以保证直流充电模块充电状态下的正常运行，同时保证直流充电模块在待机状态时刻处于最低待机损耗。
本发明具有灵活控制两级辅助电源工作功能，当直流充电模块处于待机状态时刻，控制两级辅助电源控制芯片电源，关闭其中一级非通信供电的辅助电源，仅仅保留一级辅助电源给通信以及指示灯供电，保证直流充电模块正常的信息交互；当直流充电模块接收到充电指令，处于充电状态时，直流充电模块自动开启所有辅助电源控制芯片供电电源，保证直流充电模块正常工作。通过本发明能够灵活适应直流充电模块各种工作状态对辅助电源功能需求，达到不影响直流充电模块正常工作的前提条件下，降低直流充电模块待机功耗的目的。
如图1所示，一种直流充电模块的辅助电源灵活控制系统，包括AC-DC 电源、DC-DC电源、驱动供电模块、采样模块、控制器供电模块、通信供电模块、AC-DC辅助电源、DC-DC辅助电源、辅助电源控制器，辅助电源控制器分别连接AC-DC辅助电源的控制端和DC-DC辅助电源的控制端，AC-DC辅助电源为AC-DC电源的驱动供电模块、采样模块、控制器供电模块分别供电， DC-DC辅助电源为DC-DC电源的驱动供电模块、采样模块、控制器供电模块、通信供电模块分别供电；
DC-DC控制器作为辅助电源控制器，控制辅助电源自动进入到对应的工作状态；由AC-DC控制器、通信模块、采样模块获取直流充电模块信息和模块的状态信息。
如图2所示，直流充电模块一般有两个控制器，分别控制AC-DC和DC-DC 两级电源。在直流充电模块信息交互基础上，利用DC-DC控制器作为辅助电源控制器，根据通信模块传递模块状态指示，控制辅助电源自动进入到对应的工作状态，同时检测AC-DC传递以及自身检测的温度等数据，来灵活控制两级辅助电源各级供电回路的供电状态。
如图3所示，设有第一开关电路连接AC-DC辅助电源控制芯片电源端， AC-DC辅助电源控制芯片控制AC-DC辅助电源的开关；设有第二开关电路连接DC-DC驱动电源，DC-DC驱动电源连接驱动模块；设有第三开关电路连接 DC-DC采样电源，DC-DC采样电源连接采样模块。直流充电模块通过增加部分开关电路来控制AC-DC辅助电源控制芯片供电电源，以及DC-DC部分的驱动回路和采样回路供电电源。当直流充电模块进入待机状态时候，直流充电模块可以彻底关闭AC-DC辅助电源以及DC-DC驱动和从采样电源，从而使直流充电模块进入到休眠模式，保证最低待机损耗；当直流充电模块接受到开机命令时候，直流充电模块开启所有电源回路开关，保证直流充电模块正常工作。
本发明增加电源开关回路，实现直流充电模块辅助电源的灵活控制，并且配合本发明所公布的控制方法，可以灵活控制直流充电模块在不同状态下辅助电源工作状态，达到直流充电模块对辅助电源应具有高性能以及低损耗要求的目的。
本发明具有以下优点：1)两级辅助电源并联工作，可以对单级辅助电源进行灵活控制。2)对一级辅助电源控制芯片供电进行控制，可以节省大量开关支路，节省成本。3)模块处于待机状态，待机损耗处于最低，模块处于充电状态，完全满足模块运行需求。4)控制算法可以根据模块当前状态，灵活控制辅助电源，逐级降低待机损耗，保证模块安全可靠。

Claims (5)

1.一种直流充电模块辅助电源灵活控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设置直流充电模块辅助电源灵活控制系统，该系统包括AC-DC电源、DC-DC电源、驱动供电模块、采样模块、控制器供电模块、通信供电模块、AC-DC辅助电源、DC-DC辅助电源、辅助电源控制器，辅助电源控制器分别连接AC-DC辅助电源的控制端和DC-DC辅助电源的控制端，AC-DC辅助电源为AC-DC电源的驱动供电模块、采样模块、控制器供电模块分别供电，DC-DC辅助电源为DC-DC电源的驱动供电模块、采样模块、控制器供电模块、通信供电模块分别供电；
充电桩给直流充电模块下发开机或关机命令，直流充电模块判断上位机发送来的命令；若为开机命令，当直流充电模块处于待机状态时候，则进入步骤S2；若为关机命令，当直流充电模块处于开机状态，则进入步骤S11；
S2、开启AC-DC辅助电源；延时；
S3、打开计时器，打开告警功能；
S4、判断直流充电模块自检是否超时；若为否，则进入步骤S5；若为是，则进入步骤S9；
S5、开启所有辅助电源供电支路；
S6、直流充电模块自检模块SCI通信是否正常；若为是，则进入步骤S7；若为否，则返回步骤S4；
S7、直流充电模块自检模块电压、电流、温度是否在正常范围；若为是，则进入步骤S8；若为否，则返回步骤S4；
S8、直流充电模块开机；
S9、直流充电模块告警；
S10、直流充电模块关机，进入待机；
S11、关闭驱动电源；
S12、温度自检，T是否大于T0；若为否，则进入步骤S13；若为是，则再进行温度自检；
S13、屏蔽直流充电模块告警信息；
S14、关闭直流充电模块温度检测电源；
S15、关闭AC-DC辅助电源；
S16、直流充电模块关机，进入待机状态。
2.根据权利要求1所述的直流充电模块辅助电源灵活控制方法，其特征在于：直流充电模块通过DC-DC控制器开启AC-DC辅助电源控制芯片供电电源，开启AC-DC辅助电源。
3.根据权利要求1所述的直流充电模块辅助电源灵活控制方法，其特征在于：直流充电模块经过1秒延时后进行状态自检，检查SCI通信是否正常，延时1秒，检查AC-DC输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、器件温度、环境温度是否正常，检查DC-DC电压、电流、温度是否正常，上述自检项正常则执行开机命令。
4.根据权利要求3所述的直流充电模块辅助电源灵活控制方法，其特征在于：自检过程时间控制在2秒以内，超过2秒，直流充电模块正常上报对应故障信号，直流充电模块进入到待机状态，开机失败。
5.根据权利要求1所述的直流充电模块辅助电源灵活控制方法，其特征在于：设有第一开关电路连接AC-DC辅助电源控制芯片电源端，AC-DC辅助电源控制芯片控制AC-DC辅助电源的开关；设有第二开关电路连接DC-DC驱动电源，DC-DC驱动电源连接驱动模块；设有第三开关电路连接DC-DC采样电源，DC-DC采样电源连接采样模块。
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