CN207652114U - 充电机待机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种充电机待机控制系统，包括：EMI输入模块电路、APFC有源功率因素校正电路，连接于所述EMI输入模块电路的输出端；DC‑DC逆变模块电路，连接于APFC有源功率因素校正电路的输出端；输出整流模块电路，连接于DC‑DC逆变模块电路的输出端；输出控制模块电路，连接于DC‑DC逆变模块电路；100W小电源模块电路，连接于APFC有源功率因素校正电路的输出端；开关电源辅助电路，至少为APFC有源功率因素校正电路、DC‑DC逆变模块电路和100W小电源模块电路供电，并可控制供电电路通断。本新型具有待机损耗小、使用寿命长的优点。
Description
技术领域
本申请涉及新能源汽车充电技术领域，特别是涉及一种充电机待机控制系统。
背景技术
目前所使用的充电机，其通常包括APFC有源功率因素校正电路、DC-DC逆变模块电路和100W小电源模块电路等模块，但是这些模块之间相互独立，互不联系。其存在的问题在于：待机损耗大，电子元器件因长时间工作，大大降低了开关电源的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种充电机待机控制系统，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
本申请实施例公开一种充电机待机控制系统，包括：
EMI输入模块电路，对输入的交流电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制；
APFC有源功率因素校正电路，连接于所述EMI输入模块电路的输出端，用以将电流校正成为与电网电压同相位的正弦波，并输出400V直流电压；
DC-DC逆变模块电路，连接于APFC有源功率因素校正电路的输出端，将APFC有源功率因素校正电路输出的400V直流电压转换为适合电池充电的电压；
输出整流模块电路，连接于DC-DC逆变模块电路的输出端，将DC-DC逆变模块电路出来的交流电经整流滤波输出给电池充电；
输出控制模块电路，连接于DC-DC逆变模块电路，并控制DC-DC逆变模块电路以控制输出电压、电流大小；
100W小电源模块电路，连接于APFC有源功率因素校正电路的输出端，将400V直流电逆变为12V电源；
开关电源辅助电路，至少为APFC有源功率因素校正电路、DC-DC逆变模块电路和100W小电源模块电路供电，并可控制供电电路通断。
优选的，在上述的充电机待机控制系统中，100W小电源模块电路采用LLC谐振半桥控制方案将400V直流电逆变为12V电源，同时给充电机的散热风扇供电。
优选的，在上述的充电机待机控制系统中，100W小电源模块电路的控制芯片采用仙童的FSFR2100或意法半导体的L6599。
优选的，在上述的充电机待机控制系统中，100W小电源模块电路和主DC-DC逆变模块电路通过输出控制模块反馈控制信号将100W小电源模块电路和主DC-DC逆变模块电路的供电关断。
优选的，在上述的充电机待机控制系统中，开关电源辅助电路拓补结构为单管反激电路。
优选的，在上述的充电机待机控制系统中，开关电源辅助电路采用的芯片选自安森美公司的UC2843、NCP1207、NCP1380，或仙童的FAN6300。
优选的，在上述的充电机待机控制系统中，APFC有源功率因素校正电路的控制芯片选自ST L4981AD CCM模式或德州仪器交错型TI UCC28070。
优选的，在上述的充电机待机控制系统中，DC-DC逆变模块电路控制芯片选自UCC3895、UCC28950或UCC25600。
优选的，在上述的充电机待机控制系统中，输出整流模块电路将逆变模块出来的交流电经四个桥式整流二极管整流滤波输出给电池充电。
优选的，在上述的充电机待机控制系统中，整流二极管为科锐的碳化硅二极管CSD10600 10A600V整流管。
优选的，在上述的充电机待机控制系统中，输出控制模块电路所用的芯片选自TMS320F28035或PIC16F876。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本新型具有待机损耗小、使用寿命长的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本实用新型具体实施例中充电机待机控制系统的原理方框图；
图2所示为本实用新型具体实施例中EMI输入模块电路的示意图；
图3所示为本实用新型具体实施例中APFC有源功率因素校正电路示意图；
图4所示为本实用新型具体实施例中DC-DC逆变模块电路示意图；
图5所示为本实用新型具体实施例中100W小电源模块电路示意图。
具体实施方式
本新型公开了一种充电机待机控制系统，EMI输入模块电路中，电容取消放电匹配电阻，用辅助电源芯片供电系统和小板相关供电系统将此部分电能消耗掉。
辅助电源模块电路采用低功耗绿色PWM控制芯片，此芯片具有空载跳周期模式来达到空载低功耗的目的。
100W小电源模块电路和主DC-DC逆变模块电路通过输出控制模块反馈控制信号将100W小电源模块电路和主DC-DC逆变模块电路的供电关断。
在优选的实施例中，输出控制模块采用美国德州仪器DSP控制芯片。性能稳定，速度快，在极短的时间内做出快速的反应。
作为本案的一种节能措施，当充电机检测到输出电流减少到一定程度(空载损耗和待机电流减少至1W以下)或受到BMS电池管理系统关机指令时对每个电路环节做出的一种节能控制。其控制手段主要是针对主要芯片的供电电路，通过DSP或单片机发出的高低电平控制电子开关将主要损耗电路的供电关断，使该电路处于休眠状态，以达到降低损耗的目的。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
结合图1所示，本实施例公开了一种充电机待机控制系统包括EMI输入模块电路、APFC有源功率因素校正电路、DC-DC逆变模块电路、输出整流模块电路、输出控制模块电路、100W小电源模块电路和开关电源辅助电路。
结合图2所示，EMI输入模块电路，对输入的交流电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制。
在充电机交流输入的部分设置EMI滤波电感，这些滤波器主要由高导磁环(R7KR10K材质)和漆包铜线绕制而成。作用是输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
EMI输入模块电路的两个输入端AC-N1、ACL1之间并联有第一电容C13，第一电容C13一端连接有第一电路10和第二电路20，第一电容C13的另一端连接有第三电路30，第一电路10包括参考电压VCC1、以及依次设置于第一电容C13和参考电压VCC1之间的第一二极管组件、第一电阻组件和第二二极管D9，第二电路20包括依次设置于第一电容C13和地极GNDA之间的第二二极管组件和第二电阻组件，第一二极管组件和第二二极管组件的输出端短接，第三电路30包括依次设置于第一电容C13和地极GNDA之间的第三电阻组件和第二电容C21，第二电容C21并联有第三电容C20，第一二极管组件、第二二极管组件分别包括至少一个二极管，第一电阻组件、第二电阻组件、第三电阻组件分别包括至少一个电阻。
第一二极管组件包括串联的D5和D6；第一电阻组件包括串联的R34、R31、R30、R32；第二二极管组件包括串联的二极管D1和D2；第二电阻组件包括串联设置的电阻R21、R8和R15。第三电阻组件包括串联的电阻R12、R23、R41。
现有技术中，为了泄放电容C13两端电压，在两个输入AC-N1、ACL1之间并联两个电阻，防止在拔掉插头的瞬间人的手碰到AC-N1、ACL1输入插头的两极，而此时C13两端还有余电会有触电的危险。两个电阻并联在AC-N1、ACL1两端等同于一个小负载上面会有电流流过。
而本案中，通过取消了小负载电阻，可以减少了待机损耗，同时C13电容两端的电压由D1D2D5D6D9R8R15R21R30R31R32R34和U2C20C21R12R23R41这两路将电压泄放掉。
结合图3所示，APFC有源功率因素校正电路，连接于所述EMI输入模块电路的输出端，用以将电流校正成为与电网电压同相位的正弦波，并输出400V直流电压。
APFC有源功率因素校正电路，它将整流器的输入电流校正成为与电网电压同相位的正弦波，消除了谐波和无功电流，因而能将电网功率因数提高到近似为1。作用是降低线路损耗，节约能源，减少电网谐波污染，提高电网供电质量等常用的控制芯片有ST L4981ADCCM模式及德州仪器交错型TI UCC28070等。
结合图4所示，DC-DC逆变模块电路，连接于APFC有源功率因素校正电路的输出端，将APFC有源功率因素校正电路输出的400V直流电压转换为适合电池充电的电压。
DC-DC逆变模块电路主要包括初级逆变桥电路、隔离变压器、逆变桥控制芯片电路。作用是将APFC输出的400V直流电压经DC-DC逆变模块电路转换为适合电池充电的电压。逆变桥控制芯片有UCC3895、UCC28950、UCC25600等。
输出整流模块电路，连接于DC-DC逆变模块电路的输出端，将DC-DC逆变模块电路出来的交流电经整流滤波输出给电池充电。
输出整流模块电路是将逆变模块出来的交流电经四个桥式整流二极管整流滤波输出给电池充电。在本案中所用的整流二极管为科锐的碳化硅二极管CSD 10600 10A600V整流管。
输出控制模块电路，连接于DC-DC逆变模块电路，并控制DC-DC逆变模块电路以控制输出电压、电流大小。
输出控制模块电路，做为电池电压的电流、电压、信息反馈检测通过内部处理运算，控制DC-DC逆变模块电路从而达到控制输出电压、电流大小的目的。所用的芯片有TMS320F28035、PIC16F876等。
结合图5所示，100W小电源模块电路，连接于APFC有源功率因素校正电路的输出端，将400V直流电逆变为12V电源。
100W小电源模块电路，采用高效率LLC谐振半桥控制方案将400V直流电逆变为BMS系统所需的12V电源。控制芯片的型号有仙童的FSFR2100意法半导体的L6599等。
开关电源辅助电路，至少为APFC有源功率因素校正电路、DC-DC逆变模块电路和100W小电源模块电路供电，采用PWM控制芯片，并可控制供电电路通断。
开关电源辅助电路是指独立于主电路，单独的一路小功率电源。主要作用是给主电路及相关控制芯片供电，拓补结构为单管反激电路。芯片有安森美公司的UC2843、NCP1207、NCP1380、仙童的FAN6300，这些芯片显著的特点是供电电流小为几个mA空载有频率反走功能充分的降低空载损耗节能减排。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (10)
1.一种充电机待机控制系统，其特征在于，包括：
EMI输入模块电路，对输入的交流电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制；
APFC有源功率因素校正电路，连接于所述EMI输入模块电路的输出端，用以将电流校正成为与电网电压同相位的正弦波，并输出400V直流电压；
DC-DC逆变模块电路，连接于APFC有源功率因素校正电路的输出端，将APFC有源功率因素校正电路输出的400V直流电压转换为适合电池充电的电压；
输出整流模块电路，连接于DC-DC逆变模块电路的输出端，将DC-DC逆变模块电路出来的交流电经整流滤波输出给电池充电；
输出控制模块电路，连接于DC-DC逆变模块电路，并控制DC-DC逆变模块电路以控制输出电压、电流大小；
100W小电源模块电路，连接于APFC有源功率因素校正电路的输出端，将400V直流电逆变为12V电源；
开关电源辅助电路，至少为APFC有源功率因素校正电路、DC-DC逆变模块电路和100W小电源模块电路供电，采用PWM控制芯片，并可控制供电电路通断。
2.根据权利要求1所述的充电机待机控制系统，其特征在于，所述EMI输入模块电路的两个输入端之间并联有第一电容，所述第一电容一端连接有第一电路和第二电路，所述第一电容的另一端连接有第三电路，所述第一电路包括参考电压、以及依次设置于所述第一电容和参考电压之间的第一二极管组件、第一电阻组件和第二二极管，所述第二电路包括依次设置于所述第一电容和地极之间的第二二极管组件和第二电阻组件，第一二极管组件和第二二极管组件的输出端短接，所述第三电路包括依次设置于第一电容和地极之间的第三电阻组件和第二电容，所述第二电容并联有第三电容，所述第一二极管组件、第二二极管组件分别包括至少一个二极管，所述第一电阻组件、第二电阻组件、第三电阻组件分别包括至少一个电阻。
3.根据权利要求1所述的充电机待机控制系统，其特征在于，100W小电源模块电路采用LLC谐振半桥控制方案将400V直流电逆变为12V电源，同时给充电机的散热风扇供电，100W小电源模块电路的控制芯片采用仙童的FSFR2100或意法半导体的L6599。
4.根据权利要求1所述的充电机待机控制系统，其特征在于，100W小电源模块电路和主DC-DC逆变模块电路通过输出控制模块反馈控制信号将100W小电源模块电路和主DC-DC逆变模块电路的供电关断。
5.根据权利要求1所述的充电机待机控制系统，其特征在于，开关电源辅助电路拓补结构为单管反激电路，开关电源辅助电路采用的芯片选自安森美公司的UC2843、NCP1207、NCP1380，或仙童的FAN6300。
6.根据权利要求1所述的充电机待机控制系统，其特征在于，APFC有源功率因素校正电路的控制芯片选自ST L4981AD CCM模式或德州仪器交错型TI UCC28070。
7.根据权利要求1所述的充电机待机控制系统，其特征在于，DC-DC逆变模块电路控制芯片选自UCC3895、UCC28950或UCC25600。
8.根据权利要求1所述的充电机待机控制系统，其特征在于，输出整流模块电路将逆变模块出来的交流电经四个桥式整流二极管整流滤波输出给电池充电。
9.根据权利要求8所述的充电机待机控制系统，其特征在于，整流二极管为科锐的碳化硅二极管CSD10600 10A600V整流管。
10.根据权利要求1所述的充电机待机控制系统，其特征在于，输出控制模块电路所用的芯片选自TMS320F28035或PIC16F876。
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