CN203840004U - 一种智能高效快速充电机 - Google Patents
一种智能高效快速充电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203840004U CN203840004U CN201420148181.8U CN201420148181U CN203840004U CN 203840004 U CN203840004 U CN 203840004U CN 201420148181 U CN201420148181 U CN 201420148181U CN 203840004 U CN203840004 U CN 203840004U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- capacitor
- resistance
- parallel
- output
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 54
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 8
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
一种智能高效快速充电机，由输入EMI、整流滤波模块(1)、APFC、DC/DC调整模块、整流滤波模块(2)、输出EMI依序连接构成；其中在整流滤波模块(1)与APFC之间连接有过电压、过电流检测，在整流滤波模块(2)与输出EMI之间连接有电压、电流功率因数检测，在DC/DC调整模块上还连接有保护控制电路，并且保护控制电路还分别与过电压、过电流检测和电压、电流功率因数检测连接。本实用新型具有提高电器设备的功率因数，减少对电网的谐波污染的显著优点。
Description
技术领域
本实用新型设计一种智能高效快速充电机，尤其涉及一种利用有源功率因数校正器实现高效节能的充电机。
背景技术
目前国标对电动汽车充电站内充电机的功率因数要求≧90%，但多数充电机的功率因数也仅仅在90%左右，这会造成电网谐波污染，功率因数下降，无功分量主要为高次谐波，其中三次谐波幅度约为基波幅度的95％，五次谐波幅度约为基波幅度的70％.七次谐波幅度约为基波幅度的45％。高次谐波会对电网造成危害，使输入端功率因数下降，而且产生很强的电磁干扰(EMI)，对电网和其他用电设备的安全运行造成潜在危害。
在这样的背景下，通过利用高效IC芯片，利用有源功率因数校正电路(Active PowerFactor Corrector，简称APFC)设计开发一种新型充电机，从而提高充电机的功率因数、减小谐波，并最终达到充电机的高效节能。
本部分的陈述仅仅提供了与本实用新型相关的背景技术，且可能不构成现有技术。
发明内容
本实用新型的目的正是为了克服上述现有充电机存在的缺陷而提出一种能够提高电器设备的功率因数，减少对电网的谐波污染的高效节能充电机。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的。
本实用新型一种智能高效快速充电机由输入EMI、整流滤波模块、APFC、DC/DC调整模块、整流滤波模块、输出EMI依序连接构成；其中在整流滤波模块与APFC之间连接有过电压过电流检测，在整流滤波模块与输出EMI之间连接有电压电流功率因数检测，在DC/DC调整模块上还连接有保护控制电路，并且保护控制电路还分别与过电压过电流检测和电压电流功率因数检测连接。
本实用新型输入EMI模块包括压敏电阻Y1、电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感线圈L1构成，其中压敏电阻Y1、电阻R1、电容C2并联在一起，一端接电感线圈L1中A的一端，压敏电阻Y1、电阻R1、电容C2并联起来的另一端接电感线圈L1中B的一端，同时压敏电阻Y1、电阻R1、电容C2并联起来的另一端接电容C1的一端，电容C1的另一端接电路板的信号地，电感线圈L1中A的另一端接电容C3的一端，同时接整流器U1的交流输入端，电感线圈L1中B的另一端接电容C3的另一端，同时接整流器U1的交流输入端，整流器U1的直流输出端和电容C4并联在一起进行输出。
本实用新型APFC采用平均电流控制模式UC3854芯片作为控制芯片，同时进行电压电流闭环控制，且主要由变压器T1，二极管D9、D10，开关管Q1、Q2构成，输出主滤波电容C3组成，电流采集回路依靠R11、R12完成，电压采集回路依靠R17、R19完成，在控制电路中变压器T1输出绕组3端子分别接到二极管D1与D3的一端，变压器T1输出绕组4端子分别接到二极管D2与D4的一端，然后二极管D3和D4共同连接电阻R1，输出到UC3854的15号端子上，然后通过电阻R6连接到UC3854的10号端子上。
本实用新型DC/DC调整模块中开关管漏极与栅极中间并联电阻和电容，开关管S1并联连接R1和C5，漏极和源极并联连接稳压二极管和电容，如开关管S1并联连接C1和D1，或开关管S1的漏极连接电感L2，然后通过变压器T，再连接开关管S4的源极，组成输出回路。
本实用新型的有益效果是，采用APFC后，可将电源的输入电流变换为与输入市电同相位的正弦波，从而提高电器设备的功率因数，减少对电网的谐波污染。理论上，降压式(Buck)、升压式(Boost)、升／降压式(Boost-Buck)以及反激式(Flyback)等变换器拓扑都可作为APFC的主电路。其中，BoostAPFC是简单电流型控制，功率因数值高，总谐波失真小，效率高，但输出电压高于输入电压，适用于做大功率电源，应用广泛。因为升压式APFC的电感电流连续，储能电感可作为滤波器抑制射频干扰(RFI)和EMI噪声，并防止电网对主电路的高频瞬态冲击.电路有升压斩波电路，输出电压大于输入电压峰值，电源允许的输入电压范围扩大，通常可达90～270V，提高电源的适应性，且升压式APFC控制简单，适用的功率范围宽。因此，这里提出了一种基于Boost电路拓扑，以UC3854为控制核心的有源功率因数校正电路，该电路可将功率因数提高到O.95以上。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为APFC原理图；
图3为全桥整流电路示意图；
图4为DC/DC变换器主电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步阐述本实用新型的内容。
一种智能高效快速充电机，由输入EMI、整流滤波模块1、APFC、DC/DC调整模块、整流滤波模块2、输出EMI依序连接构成；其中在整流滤波模块1与APFC之间连接有过电压过电流检测，在整流滤波模块2与输出EMI之间连接有电压电流功率因数检测，在DC/DC调整模块上还连接有保护控制电路，并且保护控制电路还分别与过电压过电流检测和电压电流功率因数检测连接。
本实用新型输入EMI模块包括压敏电阻Y1、电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感线圈L1构成，其中压敏电阻Y1、电阻R1、电容C2并联在一起，一端接电感线圈L1中A的一端，压敏电阻Y1、电阻R1、电容C2并联起来的另一端接电感线圈L1中B的一端，同时压敏电阻Y1、电阻R1、电容C2并联起来的另一端接电容C1的一端，电容C1的另一端接电路板的信号地，电感线圈L1中A的另一端接电容C3的一端，同时接整流器U1的交流输入端，电感线圈L1中B的另一端接电容C3的另一端，同时接整流器U1的交流输入端，整流器U1的直流输出端和电容C4并联在一起进行输出。
本实用新型APFC采用平均电流控制模式UC3854芯片作为控制芯片，同时进行电压电流闭环控制，且主要由变压器T1，二极管D9、D10，开关管Q1、Q2构成，输出主滤波电容C3组成，电流采集回路依靠R11、R12完成，电压采集回路依靠R17、R19完成，在控制电路中变压器T1输出绕组3端子分别接到二极管D1与D3的一端，变压器T1输出绕组4端子分别接到二极管D2与D4的一端，然后二极管D3和D4共同连接电阻R1，输出到UC3854的15号端子上，然后通过电阻R6连接到UC3854的10号端子上。
本实用新型DC/DC调整模块中开关管漏极与栅极中间并联电阻和电容，如开关管S1并联连接R1和C5，漏极和源极并联连接稳压二极管和电容，如开关管S1并联连接C1和D1，开关管S1的漏极连接电感L2，然后通过变压器T，再连接开关管S4的源极，组成输出回路。
本实用新型工作原理为：如果充电机功率要求为3kW以上，则输入电源采用工频380V，如果功率要求小于3kW，则输入电源采用工频220V，下面详细方案以220V为例：
本实用新型主要构成模块：
（1）输入EMI
输入EMI模块包括压敏电阻Y1、电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感线圈L1构成，其中压敏电阻Y1、电阻R1、电容C2并联在一起，一端接电感线圈L1中A的一端，压敏电阻Y1、电阻R1、电容C2并联起来的另一端接电感线圈L1中B的一端，同时压敏电阻Y1、电阻R1、电容C2并联起来的另一端接电容C1的一端，电容C1的另一端接电路板的信号地，电感线圈L1中A的另一端接电容C3的一端，同时接整流器U1的交流输入端，电感线圈L1中B的另一端接电容C3的另一端，同时接整流器U1的交流输入端，整流器U1的直流输出端和电容C4并联在一起进行输出。
如图3所示，图中Y1为压敏电阻对整流器起到保护作用，C1，C2，C3和L1共同构成差共模滤波器，滤除电网杂波进入电源，同时阻止电源高频干扰信号串入电网中，C4为整流器中的交流信号提供放电回路。
（2）有源功率因数校正器电路（APFC电路）
经过输入EMI和整流滤波模块1后，从图1可以看出，220V交流电经过全桥整流后接入一个为平滑输出电压波形C4大电容，因此对220V电源来说其负载就是有非线性的整流电路和储能元件的组合，虽然与电压波形同相位但含有大量高次谐波，输入电流波形将发生严重畸变，呈脉冲状，对电网造成严重谐波污染，使输入端功率因数下降。为了减小整流电路输入端谐波电流造成的噪声和对电网产生的谐波污染，保证电网供电质量，提高电网可靠性，提高输入端功率因数已达到节能效果，因此采用如有源功率因数校正器电路。
本实用新型采用了升压型BOOST电路，即输出直流电压高于输入直流电压。APFC使用了平均电流控制模式UC3854芯片作为控制芯片，本电路中把经过整流桥整流后的输入电压与输出电压误差放大信号的乘积作为基准电流，通过控制功率MOS管的通断来控制流过电感线圈的输入电流平均值，当检测到输入电流平均值低于基准电流时，导通功率MOS管增大输入电流平均值，反之减小输入电流平均值，因此能始终跟踪输入电压，使得输入电流平均值与整流电压同相位，并接近于正弦波电压，使得功率因数提高到0.95以上。具体原理图如图2所示。
电路主要由变压器T1，二极管D9、D10，开关管Q1、Q2构成，输出主滤波电容C3组成。控制电路由UC3854及其外部元件组成，电流采集回路主要依靠R11、R12完成，电压采集回路主要依靠R17、R19完成，在控制电路中变压器T1输出绕组3端子分别接到二极管D1与D3的一端，变压器T1输出绕组4端子分别接到二极管D2与D4的一端，然后二极管D3和D4共同连接电阻R1，输出到UC3854的15号端子上，然后通过电阻R6连接到UC3854的10号端子上。
当输入电源采用工频220V交流电时，功率电路的几个关键功率器件选择如下：R2取阻值为30K，最大功率为1kW的；开关管Q1、Q2为IRFP460，漏-源极最小击穿电压500V，漏-源极的最大导通电阻为O.27Ω，最大导通电流20A；二极管D9、D10选取MUR8100T；电容C9取470μF、450v；电阻R18取2K欧姆，最大功率为2kW的；电阻R17取510K欧姆；电阻R19取10K欧姆；二极管D6选取IN5820。
（3）DC/DC调整模块
DC/DC调整模块电路主要由开关管S1、S2、S3、S4，二极管D1、D2、D3、D4,电阻R1、R2、R3、R4、R5，电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8，变压器T，电感L1、L2构成，其中开关管选择PNP型的，漏极与栅极中间并联电阻和电容，如开关管S1并联连接R1和C5，漏极和源极并联连接稳压二极管和电容，如开关管S1并联连接C1和D1，开关管S1的漏极连接电感L2，然后通过变压器T，再连接开关管S4的源极，组成输出回路，输出回路经过半波整流后进入代表模拟负载情况的L1、C、R5回路中。
Claims (4)
1.一种智能高效快速充电机，其特征是，由输入EMI、整流滤波模块（1）、APFC、DC/DC调整模块、整流滤波模块（2）、输出EMI依序连接构成；其中在整流滤波模块（1）与APFC之间连接有过电压、过电流检测，在整流滤波模块（2）与输出EMI之间连接有电压、电流功率因数检测，在DC/DC调整模块上还连接有保护控制电路，并且保护控制电路还分别与过电压、过电流检测和电压电流功率因数检测连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能高效快速充电机，其特征在于，输入EMI模块包括压敏电阻Y1、电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感线圈L1构成，其中压敏电阻Y1、电阻R1、电容C2并联在一起，一端接电感线圈L1中A的一端，压敏电阻Y1、电阻R1、电容C2并联起来的另一端接电感线圈L1中B的一端，同时压敏电阻Y1、电阻R1、电容C2并联起来的另一端接电容C1的一端，电容C1的另一端接电路板的信号地，电感线圈L1中A的另一端接电容C3的一端，同时接整流器U1的交流输入端，电感线圈L1中B的另一端接电容C3的另一端，同时接整流器U1的交流输入端，整流器U1的直流输出端和电容C4并联在一起进行输出。
3.根据权利要求1所述的一种智能高效快速充电机，其特征在于：APFC采用平均电流控制模式UC3854芯片作为控制芯片，同时进行电压电流闭环控制，且由变压器T1，二极管D9、D10，开关管Q1、Q2构成，输出主滤波电容C3组成，电流采集回路依靠R11、R12完成，电压采集回路依靠R17、R19完成，在控制电路中变压器T1输出绕组3端子分别接到二极管D1与D3的一端，变压器T1输出绕组4端子分别接到二极管D2与D4的一端，然后二极管D3和D4共同连接电阻R1，输出到UC3854的15号端子上，然后通过电阻R6连接到UC3854的10号端子上。
4.根据权利要求1所述的一种智能高效快速充电机，其特征在于，DC/DC调整模块中开关管漏极与栅极中间并联电阻和电容，开关管S1并联连接R1和C5，漏极和源极并联连接稳压二极管和电容，或开关管S1并联连接C1和D1，开关管S1的漏极连接电感L2，然后通过变压器T，再连接开关管S4的源极，组成输出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420148181.8U CN203840004U (zh) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | 一种智能高效快速充电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420148181.8U CN203840004U (zh) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | 一种智能高效快速充电机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203840004U true CN203840004U (zh) | 2014-09-17 |
Family
ID=51517801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420148181.8U Expired - Lifetime CN203840004U (zh) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | 一种智能高效快速充电机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203840004U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108621831A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-10-09 | 嘉善中正新能源科技有限公司 | 一种车载充电机实现直流快充功能的方法 |
| CN109272731A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-25 | 成都世纪光合作用科技有限公司 | 一种网关设备和局域网系统 |
-
2014
- 2014-03-28 CN CN201420148181.8U patent/CN203840004U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108621831A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-10-09 | 嘉善中正新能源科技有限公司 | 一种车载充电机实现直流快充功能的方法 |
| CN109272731A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-25 | 成都世纪光合作用科技有限公司 | 一种网关设备和局域网系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203688682U (zh) | 一种逆变器老化用节能电子负载 | |
| CN104038045B (zh) | 高功率因数校正控制电路及装置 | |
| CN203933384U (zh) | 一种高功率因数校正控制电路及装置 | |
| CN101820216A (zh) | 交流升压功率因数校正电路 | |
| CN107370404A (zh) | 集成pfc高压半桥谐振同步整流ac/dc电源模块 | |
| CN100382416C (zh) | 变频空调电源功率因数校正装置 | |
| CN102324778A (zh) | 一种高效节能充电机 | |
| CN203840004U (zh) | 一种智能高效快速充电机 | |
| CN103997199A (zh) | 一种带故障检测功能的有源功率因数校正电路 | |
| CN208754063U (zh) | 一种谐波能量回收利用电路 | |
| CN206962730U (zh) | 集成pfc高压半桥谐振同步整流ac/dc电源模块 | |
| CN201156708Y (zh) | 具有有源功率因数校正功能的电源适配器 | |
| CN207339645U (zh) | 一种有源功率因素校正电路 | |
| CN203554355U (zh) | 一种变频空调及其基于z源变换器的电机控制系统 | |
| CN203014669U (zh) | 无源pfc电路及空调压缩机的功率调整电路 | |
| CN204068687U (zh) | 一种有源功率因数校正电路 | |
| CN105429453B (zh) | 一种基于pfc电路的高功率因数电源 | |
| CN205212694U (zh) | 一种共模抑制双Boost无桥PFC变换器 | |
| CN201663545U (zh) | 交流升压功率因数校正电路 | |
| CN105186878A (zh) | 一种单相cd式无源pfc逆变式焊割电源 | |
| CN205622492U (zh) | 一种共模抑制双Boost倍压PFC变换器 | |
| CN204559387U (zh) | 一种提高功率因数的Buck型变换器 | |
| CN204794708U (zh) | 一种单相cd式无源pfc逆变式焊割电源 | |
| CN206226272U (zh) | 焊接电源电路 | |
| CN204013233U (zh) | 基于平面变压器的高效pfc开关电源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140917 |