CN206149156U - 一种电动汽车充电机可切换开关控制电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及开关电源领域，尤其涉及一种电动汽车充电机可切换开关控制电源。应用于向不同负载提供与其匹配的电能，该系统包括：电源，用于提供电能；开关电源模块，所述负载通过所述开关电源模块与所述电源电连接；切换模块，与所述开关电源模块连接，用于调整所述开关电源模块输出的电能；控制模块，与所述切换模块连接；其中，所述控制模块输出控制信号至所述切换模块，以通过该切换模块调整所述开关电源模块所输出的电能与所述负载匹配。

Description

一种电动汽车充电机可切换开关控制电源

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，尤其涉及一种电动汽车充电机可切换开关控制电源。

背景技术

现有技术中，由于待充电设备不同，可能需要多种输出电压的电源为待充电设备充电，如图1所示，图1中包括两种电压源，分别为24V和12V，分别接入不同的线路中，并且由不同的开关S1和S2进行控制，开关S1和S2决定了为待充电设备充电的电源，将待充电设备与电源输出端Vout连接，并且选择开关S1或S2闭合即可将24V或12V的电压的电源为待充电设备充电。

现有技术中存在的缺点是，若要输出多种不同的电压为待充电设备充电即需要多个电源，采用这样的技术方案会闲置电源和其他辅助的电器元件，浪费了资源。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，现提供一种电动汽车充电机可切换开关控制电源，仅仅使用一个电源即可实现多种电压的输出，节省了电源和其他电器元件。

具体的技术方案如下：

一种电动汽车充电机可切换开关控制电源，应用于向不同负载提供与其匹配的电能，所述电动汽车充电机可切换开关控制电源包括：

电源，用于提供电能输入；

开关电源模块，所述负载通过所述开关电源模块与所述电源电连接；

切换模块，与所述开关电源模块连接，用于调整所述开关电源模块输出的电能；

控制模块，与所述切换模块连接；

其中，所述控制模块输出控制信号至所述切换模块，以通过该切换模块调整所述开关电源模块所输出的电能与所述负载匹配。

优选的，于一预设时间内，所述开关电源模块为同一电性参数类型的负载提供电能。

优选的，所述开关电源模块给所述负载充电，且所述负载包括第一负载和第二负载，所述第一负载的充电电性参数为12V直流电，所述第二负载的充电电性参数为24V直流电。

优选的，所述切换模块包括一第一电阻，所述切换模块还包括与所述第一电阻并联的一第二电阻；其中，

所述切换模块还包括一晶体管，所述第二电阻与所述晶体管的集电极连接，所述晶体管的发射极与所述开关电源模块连接，所述晶体管的基极接入所述控制信号。

优选的，所述切换模块还包括一第一可调电阻，所述第一可调电阻的阻值为可变化的；和/或，

所述切换模块包括一第二可调电阻，所述第二可调电阻的阻值为可变化的。

优选的，所述控制模块包括：

一人机互动单元，产生指示信号；

一第一主控单元，分别与所述人机互动单元、所述晶体管的基极连接，将所述指示信号转换为所述控制信号。

优选的，所述控制模块包括：

一显示单元，显示指示信息；

一开关，与所述显示单元并联，并且当所述开关闭合时，所述开关将所述显示单元短路；

一第二主控单元，分别与所述显示单元、所述开关连接，产生所述控制信号，所述控制信号包括高电平信号和低电平信号；其中，

当所述开关闭合时，所述第二主控单元产生所述高电平信号，当所述开关断开时，所述第二主控单元产生所述低电平信号。

优选的，所述电源产生的电能为交流电能，所述开关电源模块包括：

一电源输入端，与所述电源连接；

一整流单元，与所述电源输入端连接，将所述交流电能转换为直流电能；

一直流-直流转换单元，与所述整流单元连接，调节所述直流电能；

一滤波单元，与所述直流-直流转换单元连接，对调节的所述直流电能进行滤波；

一电源输出端，与所述滤波单元连接，输出滤波的所述直流电能。

优选的，所述开关电源模块还包括：

一光耦单元，与所述电源输出端耦接，利用所述电源输出端的分压输出一光耦信号；

一采样单元，与所述光耦单元耦接，对所述光耦信号采样，生成一采样信号；

一误差放大单元，与所述采样单元连接，所述误差放大单元将所述采样信号与一第一标准信号比较、放大，输出一误差放大信号；

一比较单元，分别与所述误差放大单元、所述直流-直流转换单元连接，将所述误差放大信号与一第二标准信号比较，输出一数字信号，并且所述比较单元利用所述数字信号调节所述直流-直流转换单元中场效应管的占空比。

上述技术方案的有益效果是：

上述的技术方案通过改变原有的开关电源中的负载的阻值实现一个电源能够输出多种电压，节省了电源和其他电器元件的使用。

附图说明

图1为现有技术中一种开关电源的电路连接图；

图2-图4为本实用新型一种电动汽车充电机可切换开关控制电源的实施例的示意图；

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明：

本实施例提供了一种电动汽车充电机可切换开关控制电源，应用于向不同负载提供与其匹配的电能，所述电动汽车充电机可切换开关控制电源包括：

电源，用于提供电能；

开关电源模块，所述负载通过所述开关电源模块与所述电源电连接；

切换模块，与所述开关电源模块连接，用于调整所述开关电源模块输出的电能；

控制模块，与所述切换模块连接；

其中，所述控制模块输出控制信号至所述切换模块，以通过该切换模块调整所述开关电源模块所输出的电能与所述负载匹配。

本实施例中，电源与开关电源模块连接，本实施例中的开关电源模块可以为开关电源电路，开关电源模块能够调节电源提供的电能，通过切换模块调节开关电源模块输出的电能，使得开关电源模块输出的电能能够与负载相适配，此外，控制模块能够控制与开关电源模块连接的切换模块的阻值的大小，开关电源模块根据接入开关电源模块的切换模块的阻值调节开关电源模块输出的电能。

进一步的，本实施例中的控制模块可以为单片机控制器等控制器。

图2为本实施例的一种电路连接图，如图2所示，图2中电源输入端可以输入一交流电压，开关电源模块可以包括整流单元，整流单元可以是二极管整流桥，将该交流电压进行整流，形成脉冲直流电压，直流-直流转换单元可以为一直流-直流转换电路，该转换电路可以采用现有技术中常用的公知技术，本实施例在此不进行赘述，脉冲直流电能变压处理，通过滤波单元输出需要的电压波形。

由图1可知开关电源模块中的负载包括电阻R94、电阻R95和一可调电阻SWR1，通过改变可调电阻SWR1的阻值在电源输出端Vout产生不同的输出电压。此为本实施例的一个基本原理。

如图3、图4所示，本实施例的电动汽车充电机可切换开关控制电源包括开关电源模块、切换模块和控制模块，开关电源模块中整流单元、直流-直流转换单元和滤波单元的工作原理如上所述，光耦单元、采样单元、误差放大单元和比较单元的工作过程后续进行详述。

本实用新型一个较佳的实施例中，于一预设时间内，所述开关电源模块为同一电性参数类型的负载提供电能。

本实用新型一个较佳的实施例中，所述开关电源模块给所述负载充电，且所述负载包括第一负载和第二负载，所述第一负载的充电电性参数为12V直流电，所述第二负载的充电电性参数为24V直流电。

本实用新型一个较佳的实施例中，所述切换模块包括第一电阻R2，所述切换模块包括第二电阻R1，第一电阻R2和第二电阻R1并联；其中，

第二电阻R1与一晶体管Q1的集电极连接，晶体管Q1的发射极与开关电源模块连接，晶体管Q1的基极接入控制信号。

本实用新型一个较佳的实施例中，所述切换模块包括一第一可调电阻SWR2，第一可调电阻SWR2的阻值为可变化的；和/或，

所述切换模块包括一第二可调电阻SWR1，第二可调电阻SWR1的阻值为可变化的。

如图3、图4所示，本实施例中，第一电阻包括电阻R2和第一可调电阻SWR2，电阻R2和第一可调电阻SWR2串联后与电源输出端Vout耦接，上述的第一可调电阻SWR2的阻值在一定范围内是可变的，通过调节第一可调电阻SWR2使得电源输出端Vout的电压输出需要的电压值。

相似的，第二电阻包括电阻R1和第二可调电阻SWR1，第二可调电阻SWR1同样也可以在一定的范围内变化，通过调节第二可调电阻SWR1的阻值使得电源输出端Vout的电压输出需要的电压值。图3和图4中的第一电阻和第二电阻是并联关系，其中，第二电阻还与一晶体管Q1的集电极连接，该晶体管Q1的发射极接地，该晶体管Q1的基极接入上述的控制信号，控制信号能够控制晶体管Q1的导通与截止，进而，当晶体管Q1导通时，第二电阻与第一电阻并联的接入开关电源模块中，开关电源模块接入的负载减小，电源输出端Vout输出的电压变大，相反的，晶体管Q1截止，仅一电阻接入开关电源模块中，开关电源模块接入的负载增大，电源输出端Vout输出的电压变小，从而实现两种不同的输出电压。

需要说明是，图3和图4中为实现两种不同输出电压的电路连接图，若实现多种不同的输出电压可以增加如第二电阻与晶体管Q1串联这样的并联支路，既可实现多种电压的输出。

本实用新型一个较佳的实施例中，控制模块包括：

人机互动单元，产生指示信号；

第一主控单元，分别与人机互动单元、所述晶体管Q1的基极，将指示信号转换为控制信号。

如图3所示，图3中的控制模块用于产生控制信号，图3中的控制模块主要包括人机互动单元和第一主控单元，其中，人机互动单元能够实现人机互动的功能，例如人机互动模块可以为一显示屏幕，操作人员通过触碰显示屏幕上的按钮生成一指示信号，第一主控单元可以为一微控制单元(MCU)将指示信号转换为控制信号，以控制晶体管的导通与截止。

本实用新型一个较佳的实施例中，控制模块包括：

一显示单元，显示指示信息；

一开关K，与显示单元并联，并且当开关K闭合时，开关K将显示单元短路；

一第二主控单元，分别与显示单元、开关K连接，产生控制信号，控制信号包括高电平信号和低电平信号；其中，

当开关K闭合时，第二主控单元产生高电平信号，当开关K断开时，第二主控单元产生低电平信号。

如图4所示，开关K与一显示单元L并联，当开关K闭合时可以将显示单元L短路，本实施例中显示单元L可以为一显示灯，当开关K断开时，显示单元L显示指示信息，例如，为显示灯点亮，当开关K闭合，显示单元短路，第二主控单元接入电源输出端Vout电压，第二主控单元根据接入的电压的大小产生控制信号，第二主控单元通过一电阻R3与晶体管Q1的基极连接，将控制信号接入晶体管Q1的基极，例如，该控制信号可以是高、低电平，晶体管Q1接入高低电平导通与截止。

本实用新型一个较佳的实施例中，电源产生的电能为交流电能，开关电源模块包括：

一电源输入端，与电源连接；

一整流单元，与电源输入端连接，将交流电能转换为直流电能；

一直流-直流转换单元，与整流单元连接，调节直流电能；

一滤波单元，与直流-直流转换单元连接，对调节的直流电能进行滤波；

一电源输出端，与滤波单元连接，输出滤波的直流电能。

本实用新型一个较佳的实施例中，开关电源模块还包括：

光耦单元，与电源输出端耦接，利用电源输出端的分压输出一光耦信号；

采样单元，与光耦单元耦接，对光耦信号采样，生成一采样信号；

误差放大单元，与采样单元连接，误差放大单元将采样信号与一第一标准信号比较、放大，输出一误差放大信号；

比较单元，分别与误差放大单元、直流-直流转换单元连接，将误差放大信号与一第二标准信号比较，输出一数字信号，并且比较单元利用数字信号调节直流-直流转换单元中场效应管的占空比。

如图2、图3、图4所示，本实施例中的开关电源模块具有电源输入端Vin和电源输出端Vout，电源输入端Vin接入电源的交流电压，电源输出端Vout输出直流电为待充电设备充电，本实施例中的待充电设备可以为电动汽车等设备。

本实施例中的光耦单元、采样单元、误差放大单元和比较单元可以为TL431反馈网络，电阻R94和R95对电源输出端Vout的输出电压的分压取样，切换模块可以看做是反馈网络的环路增益调整，TL431反馈网络的工作原理是：电源输出端Vout的输出电压升高时，TL431中三端可编程并联稳压二极管U1的控制端(相当于一个电压误差放大器的反向输入端)由于输入了电阻R94和R95的分压值，所以也随着电源输出端Vout的输出电压上升而增大，但是三端可编程并联稳压二极管U1的阴极(相当于电压误差放大器的输出端)的电压会下降，导致流经光耦合器ISO中连接于并联稳压二极管U1的阴极和切换模块的发光元件的原边电流增大，连带着光耦合器ISO中另一侧的接收光强的晶体管中流过的输出电流也随之增大，即该输出电流为光耦信号。采样单元采样得到的电流增大，即为采样信号。

误差放大单元可以为一误差放大器，通过将采样单元采样的电流这一采样信号与一第一标准信号进行对比，得到误差放大信号，需要说明的是采样信号与第一标准信号均为模拟信号，输出的误差放大信号为模拟量，误差放大器的工作原理为公知技术，本实施例不再进行赘述。

比较单元可以为一比较器，比较器的一输入端接入上述的误差放大信号，比较器的另一输入端接入一第二标准信号，该第二标准信号可以为一锯齿波，当比较器一输入端接入的误差放大信号的值下降从而促使控制直流-直流转换电路中的场效应管的脉冲信号的占空比减小，来实现输出电压的减小。反之亦然，当输出电压降低时，调节过程相类似但是各个对应的响应状态的趋势相反，最终促使场效应管的脉冲信号的占空比增大，来实现输出电压的抬升。电阻R92的作用是对TL431额外注入一个电流，避免TL431因注入电流过小而不能正常工作，如果切换模块的阻值适当选取阻值则电阻R92可以省略。

综上，本实用新型通过改变原有的开关电源中的负载的阻值实现一个电源能够输出多种电压，节省了电源和其他电器元件的使用。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本实用新型精神，还可作其他的转换。尽管上述实用新型提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本实用新型的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本实用新型的意图和范围内。

Claims (9)

1.一种电动汽车充电机可切换开关控制电源，其特征在于，应用于向不同负载提供与其匹配的电能，所述电动汽车充电机可切换开关控制电源包括：

电源，用于提供电能输入；

开关电源模块，所述负载通过所述开关电源模块与所述电源电连接；

切换模块，与所述开关电源模块连接，用于调整所述开关电源模块输出的电能；

控制模块，与所述切换模块连接；

其中，所述控制模块输出控制信号至所述切换模块，以通过该切换模块调整所述开关电源模块所输出的电能与所述负载匹配。

2.根据权利要求1所述的电动汽车充电机可切换开关控制电源，其特征在于，于一预设时间内，所述开关电源模块为同一电性参数类型的负载提供电能。

3.根据权利要求1所述的电动汽车充电机可切换开关控制电源，其特征在于，所述开关电源模块给所述负载充电，且所述负载包括第一负载和第二负载，所述第一负载的充电电性参数为12V直流电，所述第二负载的充电电性参数为24V直流电。

4.根据权利要求1所述的电动汽车充电机可切换开关控制电源，其特征在于，所述切换模块包括一第一电阻和与所述第一电阻并联的一第二电阻；其中，

所述切换模块还包括一晶体管，所述第二电阻与所述晶体管的集电极连接，所述晶体管的发射极与所述开关电源模块连接，所述晶体管的基极接入所述控制信号。

5.根据权利要求4所述的电动汽车充电机可切换开关控制电源，其特征在于，所述切换模块还包括一第一可调电阻，所述第一可调电阻的阻值为可变化的；和/或，

所述切换模块包括一第二可调电阻，所述第二可调电阻的阻值为可变化的。

6.根据权利要求4所述的电动汽车充电机可切换开关控制电源，其特征在于，所述控制模块包括：

一人机互动单元，产生指示信号；

一第一主控单元，分别与所述人机互动单元、所述晶体管的基极连接，将所述指示信号转换为所述控制信号。

7.根据权利要求1所述的电动汽车充电机可切换开关控制电源，其特征在于，所述控制模块包括：

一显示单元，显示指示信息；

一开关，与所述显示单元并联，并且当所述开关闭合时，所述开关将所述显示单元短路；

一第二主控单元，分别与所述显示单元、所述开关连接，产生所述控制信号，所述控制信号包括高电平信号和低电平信号；其中，

当所述开关闭合时，所述第二主控单元产生所述高电平信号，当所述开关断开时，所述第二主控单元产生所述低电平信号。

8.根据权利要求1所述的电动汽车充电机可切换开关控制电源，其特征在于，所述电源产生的电能为交流电能，所述开关电源模块包括：

一电源输入端，与所述电源连接；

一整流单元，与所述电源输入端连接，将所述交流电能转换为直流电能；

一直流-直流转换单元，与所述整流单元连接，调节所述直流电能；

一滤波单元，与所述直流-直流转换单元连接，对调节的所述直流电能进行滤波；

一电源输出端，与所述滤波单元连接，输出滤波的所述直流电能。

9.根据权利要求8所述的电动汽车充电机可切换开关控制电源，其特征在于，所述开关电源模块还包括：

一光耦单元，与所述电源输出端耦接，利用所述电源输出端的分压输出一光耦信号；

一采样单元，与所述光耦单元耦接，对所述光耦信号采样，生成一采样信号；

一误差放大单元，与所述采样单元连接，所述误差放大单元将所述采样信号与一第一标准信号比较、放大，输出一误差放大信号；

一比较单元，分别与所述误差放大单元、所述直流-直流转换单元连接，将所述误差放大信号与一第二标准信号比较，输出一数字信号，并且所述比较单元利用所述数字信号调节所述直流-直流转换单元中场效应管的占空比。