CN209250322U - 一种60kW充电电源系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及直流充电电源技术领域，尤其为一种60kW充电电源系统，包括四个15kW的电源模块、辅助电源、均流控制模块以及控制板，四个电源模块以及辅助电源的输入端均接入到三相交流线路上，所述辅助电源的输出端连接到控制板，所述控制板与均流控制模块连接，所述均流控制模块连接到四个电源模块的输出端所连接的线路上，并且对模四个电源模块之间的输出电流均流控制。本实用新型，采用智能风冷和分散式热设计，功率密度高，占用空间小；四个电源模块按照控制板下发的输出指令并联工作，通过均流控制模块实现模块之间的均流。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流充电电源技术领域，具体为一种60kW充电电源系统。
背景技术
传统充电电源装置采用三级能量变换单元，第一级是变压器降压单元，第二级是流转直流变换单元，第三级是直流转直流变换单元。但是存在以下问题：整体效率偏低；主电路中的半导体开关管多采用MOS并联方式，导致器件并联运行可靠性不是很高；各个模块电源单体之间不能很少实现模块之间的均流。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种60kW充电电源系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种60kW充电电源系统，包括四个15kW的电源模块、辅助电源、均流控制模块以及控制板，四个电源模块以及辅助电源的输入端均接入到三相交流线路上，所述辅助电源的输出端连接到控制板，所述控制板与均流控制模块连接，所述均流控制模块连接到四个电源模块的输出端所连接的线路上，并且对模四个电源模块之间的输出电流均流控制。
优选的，所述均流控制模块包括处理器、PWM发生器、A/D转换模块以及均流母线，其中：所述A/D转换模块与处理器连接，其还连接有运放，该运放连接有电流传感器，所述电流传感器连接到四个电源模块的输出端所连接的线路上，所述均流母线通过二极管连接到电流传感器与运放之间，所述处理器通过PWM发生器对模四个电源模块之间的输出电流均流控制。
优选的，所述控制板包括控制板Ⅰ以及与其连接的控制板Ⅱ，所述制板Ⅰ基于DSP控制芯片，分别与辅助电源的输出端、处理器连接，所述控制板Ⅱ基于单片机。
优选的，所述运放反向输入与输出端连接有电阻，同相输入与二极管之间串接有电阻，同时同相输入连接接地电阻。
优选的，所述电源模块采用高频开关电源模块。
优选的，所述DSP控制芯片采用TMS320C32，单片机采用80C196KC，处理器采用TMS320F28335，电流传感器采用LT208-S7，PWM发生器采用SG3525，A/D转换模块采用ADS8364。
优选的，所述控制板还连接有用于对四个电源模块进行散热的风扇。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
具有高可靠性、高效率、高功率密度、智能化和数字化等特点；采用智能风冷和分散式热设计，功率密度高，占用空间小。电源系统由四个电源模块与控制板构成的控制系统组成，具有隔离设计的CAN通信和RS485通信接口，控制板与均流控制模块、电源模块之间采用CAN通信协议，控制板与上位机触摸屏采用RS485信协议均可实现对充电电源的调压、限流、开关机等功能；四个电源模块按照控制板下发的输出指令并联工作，通过均流控制模块很好的实现模块之间的均流。
附图说明
图1为本实用新型原理框图；
图2为本实用新型均流控制模块及与四个电源模连接示原理图；
图3为本实用新型在使用时输出电压/输出电流外特性曲线图；
图4为本实用新型在使用时直流模式下输出功率曲线图；
图5为本实用新型在使用时额定输入时负载/温度曲线图。
具体实施方式
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清楚、完整地描述，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。
请参阅图1～5，本实用新型提供一种技术方案：
一种60kW充电电源系统，包括四个15kW的电源模块、辅助电源、均流控制模块以及控制板，四个电源模块以及辅助电源的输入端均接入到三相交流线路上，所述辅助电源的输出端连接到控制板，所述控制板与均流控制模块连接，所述均流控制模块连接到四个电源模块的输出端所连接的线路上，并且对模四个电源模块之间的输出电流均流控制。
所述均流控制模块包括处理器、PWM发生器、A/D转换模块以及均流母线，其中：所述A/D转换模块与处理器连接，其还连接有运放，该运放连接有电流传感器，所述电流传感器连接到四个电源模块的输出端所连接的线路上，所述均流母线通过二极管连接到电流传感器与运放之间，所述处理器通过PWM发生器对模四个电源模块之间的输出电流均流控制。
所述控制板包括控制板Ⅰ以及与其连接的控制板Ⅱ，所述制板Ⅰ基于DSP控制芯片，分别与辅助电源的输出端、处理器连接，所述控制板Ⅱ基于单片机，DSP控制芯片用于对信号运算处理，单片机用于与连接显示屏、触屏以及与上位机通信。
所述运放反向输入与输出端连接有电阻，同相输入与二极管之间串接有电阻，同时同相输入连接接地电阻。
所述电源模块采用高频开关电源模块。
所述DSP控制芯片采用TMS320C32，单片机采用80C196KC，处理器采用TMS320F28335，电流传感器采用LT208-S7，PWM发生器采用SG3525，A/D转换模块采用ADS8364。
所述控制板还连接有用于对四个电源模块进行散热的风扇。
本实用新型，四个15kW的电源模块(Ⅰ～Ⅳ)，每个电源模块最大输出功率15kW，输出电压范围290V～750VDC可调，输出电流4～25A可限制。以C语言为基础，DSP控制芯片为核心，实现了电源模块的数字化。
四个电源模块(Ⅰ～Ⅳ)按照电源控制系统(即控制板)下发的输出指令并联工作，通过均流控制模块以及CAN通信实现电源模块之间的均流，并将各模块的输入、输出参数及故障状态以CAN通信方式传至电源控制系统。
本实用新型的60kW充电电源系统最大输出功率60kW，输出电压范围290V～750VDC可调，输出电流4～100A可限制。
本实用新型，均流控制模块利用处理器，A/D转换电路，即A/D转换模块和PWM生成电路即PWM发生器部件，附加以电流传感器、运算放大器A1、电阻R1～R4(阻值为6.5Ω)、二极管VD1、均流母线BUS等器件构成了均流控制模块，如图2所示。
电流传感器用于检测四个15kW的电源模块输出电流的大小，并生成输出电流信号I0(实际为电压信号)，I0经过二极管VD1被送至公共的均流母线BUS上。由于所有并联运行的电源模块都将自身的输出电流信号通过二极管VD1送至均流母线BUS，利用二极管VD1的单向导通特性可知，均流母线BUS上的信号应为所有电源模块输出Io中的最大值Imax。在每个电源模块内的均流电路中，二极管VD1两端的反向电压降即为所有并联运行电源模块的最大输出电流Imax与自身输出电流Io的差值，该差值信号经过运放A1放大处理后，生成均流误差信号ΔImax，中央处理器利用A/D转换电路对ΔImax信号进行采集，并通过对该信号的分析、处理，最终实现均流控制。
电源系统具有CAN BUS接口(控制板Ⅱ连接CAN BUS接口)，同监控模块或上位机触摸屏进行通信，传递状态量、控制开关机、测量值等信息。电源系统接受并执行监控软件或上位机触摸屏下发的控制命令。其通信功能如下：
本实用新型：1.环境条件
| 工作温度 | -20～65℃ |
| 储存温度 | -40～75℃ |
| 相对湿度 | ≤95％ |
| 散热方式 | 强迫风冷 |
| 海拔高度 | ≤2000m |
| 工作环境 | 车装式 |
2.输入要求
3.输出要求
| 输出电压 | DC400V～650V |
| 输出最大电流 | 100A |
| 输出最大功率 | 60kW |
| 输出电压精度 | ≤±1％ |
| 稳压精度 | ≤±0.5％ |
| 输出电流精度 | ≤1％(输出电流≥30A) |
| 稳流精度 | ≤±1％ |
| 纹波与噪声 | ≤±1％ |
| 输出电压纹波 | ≤3％ |
| 输出过冲电压 | ≤110％ |
| 启动时间 | 2～10S |
4.保护功能
5.通信功能
电源具有CAN BUS接口，同监控软件进行通信，传递状态量、控制开关机、测量值等信息。在自动方式下，模块接受并执行后台监控软件下发的控制命令，具体功能如下表所示。在手动方式下，模块不接受监控软件的控制，但可以监测相关的信息。
6.电源通信功能
7.安规及EMC特性
8.尺寸及重量
将15kW的电源模块、辅助电源、均流控制模块安装在箱体内，控制板安装在箱体外。
| 尺寸 | 698mm＊491mm＊335mm(L＊W＊H) |
| 重量 | ≤80kg |
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种60kW充电电源系统，包括四个15kW的电源模块、辅助电源、均流控制模块以及控制板，其特征在于：四个电源模块以及辅助电源的输入端均接入到三相交流线路上，所述辅助电源的输出端连接到控制板，所述控制板与均流控制模块连接，所述均流控制模块连接到四个电源模块的输出端所连接的线路上，并且对模四个电源模块之间的输出电流均流控制。
2.根据权利要求1所述的一种60kW充电电源系统，其特征在于：所述均流控制模块包括处理器、PWM发生器、A/D转换模块以及均流母线，其中：所述A/D转换模块与处理器连接，其还连接有运放，该运放连接有电流传感器，所述电流传感器连接到四个电源模块的输出端所连接的线路上，所述均流母线通过二极管连接到电流传感器与运放之间，所述处理器通过PWM发生器对模四个电源模块之间的输出电流均流控制。
3.根据权利要求2所述的一种60kW充电电源系统，其特征在于：所述控制板包括控制板Ⅰ以及与其连接的控制板Ⅱ，所述制板Ⅰ基于DSP控制芯片，分别与辅助电源的输出端、处理器连接，所述控制板Ⅱ基于单片机。
4.根据权利要求2所述的一种60kW充电电源系统，其特征在于：所述运放反向输入与输出端连接有电阻，同相输入与二极管之间串接有电阻，同时同相输入连接接地电阻。
5.根据权利要求1所述的一种60kW充电电源系统，其特征在于：所述电源模块采用高频开关电源模块。
6.根据权利要求3所述的一种60kW充电电源系统，其特征在于：所述DSP控制芯片采用TMS320C32，单片机采用80C196KC，处理器采用TMS320F28335，电流传感器采用LT208-S7，PWM发生器采用SG3525，A/D转换模块采用ADS8364。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的一种60kW充电电源系统，其特征在于：所述控制板还连接有用于对四个电源模块进行散热的风扇。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920287208.4U CN209250322U (zh) | 2019-03-07 | 2019-03-07 | 一种60kW充电电源系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201920287208.4U CN209250322U (zh) | 2019-03-07 | 2019-03-07 | 一种60kW充电电源系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209250322U true CN209250322U (zh) | 2019-08-13 |
Family
ID=67537399
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| CN201920287208.4U Active CN209250322U (zh) | 2019-03-07 | 2019-03-07 | 一种60kW充电电源系统 |
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| CN (1) | CN209250322U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111731141A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-10-02 | 北京北交新能科技有限公司 | 一种轨道交通车辆用不对称辅助供电系统及其充电方法 |
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2019
- 2019-03-07 CN CN201920287208.4U patent/CN209250322U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111731141A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-10-02 | 北京北交新能科技有限公司 | 一种轨道交通车辆用不对称辅助供电系统及其充电方法 |
| CN111731141B (zh) * | 2020-06-05 | 2024-05-31 | 北京北交新能科技有限公司 | 一种轨道交通车辆用不对称辅助供电系统及其充电方法 |
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