CN209972212U - 一种自动调整充电功率的充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动调整充电功率的充电桩，该充电桩包括充电模块，所述充电模块分别与输入端和输出端对应电连接，所述充电模块还与控制模块对应电连接，所述控制模块与显示模块、传感器和警报模块对应电连接。本实用新型一种自动调整充电功率的充电桩结构简单，可以快速设定充电功率，便于不同用户进行使用。

Description

一种自动调整充电功率的充电桩

技术领域

本实用新型涉及电动单车充电设备领域，尤其涉及一种自动调整充电功率的充电桩。

背景技术

在低碳经济和新能源战略的推动下，电动汽车产业蓬勃发展，同时也带来了电动汽车出行可靠性方面的挑战。除了私人领域“一车一桩”的实现，公共领域的快速充电站建设将成为电动汽车能否摆脱电池容量限制的关键，然而未经规划的充电站内存在装置利用率低、排队等候时间长等问题。充电站投资成本和用户等候时间成本都是制约充电站建设的重要因素，可将两者进行加权优化。充电设施配置的约束条件可以归为建站点的土地限制、配电网容量限制、投资方的投资力度和充电用户的排队时间等几个方面。简单来讲，充电桩输出功率越大，充电时间越短，不过目前充电桩分为了交流充电桩和直流充电桩。

从交流桩来讲，国内大部分慢速充电桩或充电盒均采用220v交流充电，输出电流分别为16A或32A，理论功率分别可达到3.3kw或6.6kw，考虑到10％的功率损耗，交流充电速度还是很慢的，例如对于一般电池电量为20kwh左右的电动汽车，采用目前主流3.3kw交流充电方式就需要6-8个小时才能够充满电。对于直流桩来讲，不同于交流充电桩220v电压接入，直流桩接入的电压为380v，功率一般达到10kw以上，例如市面上针对于电动乘用车，国网建的直流桩大部分是37.5kw，普天建的也在10kw、15kw以上。对于一般电池电量为20kwh左右的电动汽车来讲，用10kw直流桩充电2-3小时既可以满电。由此可见，仅仅从输出功率上来判断，交流和直流的充电快慢便见分晓，据说一些早期的电动汽车车型只配备了交流充电口，那充电速度自然也快不起来了，所以在行业内就有交流慢充、直流快充的说法。

电动车大规模应用后，充电对电网造成影响及充电可靠性、动力电池的承受力、经济性等都要求充电桩的充电功率可以方便快捷安全的调节，因此，需要设计一种自动调整充电功率的充电桩。

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺陷，提供一种自动调整充电功率的充电桩。

本实用新型通过下述方案实现：

一种自动调整充电功率的充电桩，该充电桩包括充电模块，所述充电模块分别与输入端和输出端对应电连接，所述充电模块还与控制模块对应电连接，所述控制模块与显示模块、传感器和警报模块对应电连接。

所述显示模块包括触屏显示屏。

所述传感器包括环境温度传感器和烟雾传感器。

所述输入端包括与市电对应电连接的交流电源AC，所述充电模块包括与所述交流电源AC对应电连接的整流桥堆R，所述整流桥堆R分别与电容C1、电容C2和通断开关K对应电连接，所述电容C1、电容C2分别与MOS管Q1和MOS管Q2对应电连接，所述MOS管Q2与变压器T对应电连接，所述MOS管Q1与电容C3对应电连接，所述电容C3与变压器T对应电连接，所述变压器T的另一端分别与二极管D2和二极管D3对应电连接，所述二极管D2分别与电感L1和电容C4对应电连接，所述二极管D3与电容C4对应电连接，所述电感L1与充电端E对应电连接，在所述电感L1与充电端E之间还对应设有电压监测点引脚P1；

所述控制模块包括对应设置在变压器T的初级线圈处的电流互感器CT，所述电流互感器CT分别与单片机M的M1脚和脉宽调制控制芯片PWMM的M2脚对应电连接，所述单片机M的M3脚与脉宽调制控制芯片PWM的M4脚对应电连接，所述脉宽调制控制芯片PWM与MOS管Q1和MOS管Q2对应电连接，所述脉宽调制控制芯片PWM的M5脚与电压监测点引脚P1对应电连接，所述脉宽调制控制芯片PWMM的M2脚与可调电阻RW对应电连接，所述可调电阻RW与二极管D1对应电连接，所述二极管D1与电压监测点引脚P1对应电连接，所述述二极管D1与脉宽调制控制芯片PWM的M5脚对应电连接。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的一种自动调整充电功率的充电桩结构简单，可以快速设定充电功率，便于不同用户进行使用。

附图说明

图1为本实用新型一种自动调整充电功率的充电桩的模块框图。

图2本实用新型一种自动调整充电功率的充电桩的充电模块及控制模块的部分电路图。

具体实施方式

下面结合图1和具体实施例对本实用新型进一步说明：

一种自动调整充电功率的充电桩，该充电桩包括充电模块，所述充电模块分别与输入端和输出端对应电连接，所述充电模块还与控制模块对应电连接，所述控制模块与显示模块、传感器和警报模块对应电连接。

所述显示模块包括触屏显示屏，所述传感器包括环境温度传感器和烟雾传感器，传感器对环境温度和烟雾浓度进行监测，超过设定值时，由单片机M控制警报模块进行报警，传感器和警报模块的具体电路结构和工作原理为公知技术，在此不再赘述。

所述输入端包括与市电对应电连接的交流电源AC，所述充电模块包括与所述交流电源AC对应电连接的整流桥堆R(整流桥堆R有四个对应连接的二极管对应组成，所述整流桥堆R用于将交流电变为直流电，其具体的连接方式、工作原理为公知技术，在此不再赘述)，所述整流桥堆R分别与电容C1、电容C2和通断开关K对应电连接(通断开关K的设置可以是本申请适应不同电压的交流电源AC)，所述电容C1、电容C2分别与MOS管Q1和MOS管Q2对应电连接，所述MOS管Q2与变压器T对应电连接，所述MOS管Q1与电容C3对应电连接，所述电容C3与变压器T对应电连接，所述变压器T的另一端分别与二极管D2和二极管D3对应电连接，所述二极管D2分别与电感L1(电感L1可以有效地减轻负荷，防止充电桩过热)和电容C4对应电连接，所述二极管D3与电容C4对应电连接，所述电感L1与充电端E对应电连接，在所述电感L1与充电端E之间还对应设有电压监测点引脚P1。

交流电源AC经过整流桥堆R整流，变为直流，再由电容C1、电容C2进行低频滤波稳压，通过脉宽调制控制芯片PWM给MOS管Q1和MOS管Q2施加对应的高频方波控制信号，MOS管Q1和MOS管Q2周期性地导通,得到脉宽可调的高频交流电，经过变压器T变压后，经过二极管D2和二极管D3整流，电感L1和电容C4滤波，在充电端E即可得到对应功率的直流电。

所述控制模块包括对应设置在变压器T的初级线圈处的电流互感器CT，所述电流互感器CT分别与单片机M的M1脚和脉宽调制控制芯片PWMM的M2脚对应电连接，所述单片机M的M3脚与脉宽调制控制芯片PWM的M4脚对应电连接，所述脉宽调制控制芯片PWM与MOS管Q1和MOS管Q2对应电连接，所述脉宽调制控制芯片PWM的M5脚与电压监测点引脚P1对应电连接，所述脉宽调制控制芯片PWMM的M2脚与可调电阻RW(通过调节可调电阻RW，调高或降低负反馈的电压值，可以实现充电电流的改变)对应电连接，所述可调电阻RW与二极管D1对应电连接，所述二极管D1与电压监测点引脚P1对应电连接，所述述二极管D1与脉宽调制控制芯片PWM的M5脚对应电连接。在实际实用时，在触屏显示屏中显示充电模块的电压、电路信息，而且在需要改变充电模块的充电功率时，直接在触屏显示屏中输入数值即可，单片机M接收到对应的功率数值后，单片机M向脉宽调制控制芯片PWM的M4脚发送对应的电流、电压输出信号，与此同时脉宽调制控制芯片PWM的M5脚一直在接收充电模块的电流、电压反馈信号，电流、电压反馈信号与电流、电压输出信号进行比较,二者的差值经放大输出，送至脉宽调制控制芯片PWM，脉宽调制控制芯片PWM调整波形占空比，进而控制MOS管Q1和MOS管Q2，使电压和电流稳定在触屏显示屏输入的预定值上。脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。本申请的脉宽调制控制芯片PWMM可以对MOS管Q1和MOS管Q2进行对应的控制，从而实现对充电模块电压、电流的控制，即可实现对充电模块过滤的调整。脉宽调制控制芯片PWMM与对MOS管Q1和MOS管Q2的具体连接方式、电路结构和工作过程为公知技术，在此不再赘述。

电流互感器CT是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中。在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊，从几安到几万安都有。为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。本申请中的电流互感器的连接方式、工作过程和原理为公知技术，在此不再赘述。本申请实际运行中，电压监测点引脚P1与脉宽调制控制芯片PWMM的M2脚处于实际的电连接状态,当电压监测点引脚P1的电压过高时，脉宽调制控制芯片PWMM停止向MOS管输出驱动信号,从而保护电路。

控制模块的单片机M还设有其他的脚，分别与显示模块、传感器和警报模块对应电连接，所述显示模块、传感器和警报模块与单片机M的连接方式、电路结构、工作原理和工作过程为公知技术，在此不再赘述。

尽管已经对本实用新型的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种自动调整充电功率的充电桩，其特征在于：该充电桩包括充电模块，所述充电模块分别与输入端和输出端对应电连接，所述充电模块还与控制模块对应电连接，所述控制模块与显示模块、传感器和警报模块对应电连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动调整充电功率的充电桩，其特征在于：所述显示模块包括触屏显示屏。

3.根据权利要求1所述的一种自动调整充电功率的充电桩，其特征在于：所述传感器包括环境温度传感器和烟雾传感器。

4.根据权利要求1所述的一种自动调整充电功率的充电桩，其特征在于：所述输入端包括与市电对应电连接的交流电源AC，所述充电模块包括与所述交流电源AC对应电连接的整流桥堆R，所述整流桥堆R分别与电容C1、电容C2和通断开关K对应电连接，所述电容C1、电容C2分别与MOS管Q1和MOS管Q2对应电连接，所述MOS管Q2与变压器T对应电连接，所述MOS管Q1与电容C3对应电连接，所述电容C3与变压器T对应电连接，所述变压器T的另一端分别与二极管D2和二极管D3对应电连接，所述二极管D2分别与电感L1和电容C4对应电连接，所述二极管D3与电容C4对应电连接，所述电感L1与充电端E对应电连接，在所述电感L1与充电端E之间还对应设有电压监测点引脚P1；

所述控制模块包括对应设置在变压器T的初级线圈处的电流互感器CT，所述电流互感器CT分别与单片机M的M1脚和脉宽调制控制芯片PWMM的M2脚对应电连接，所述单片机M的M3脚与脉宽调制控制芯片PWM的M4脚对应电连接，所述脉宽调制控制芯片PWM与MOS管Q1和MOS管Q2对应电连接，所述脉宽调制控制芯片PWM的M5脚与电压监测点引脚P1对应电连接，所述脉宽调制控制芯片PWMM的M2脚与可调电阻RW对应电连接，所述可调电阻RW与二极管D1对应电连接，所述二极管D1与电压监测点引脚P1对应电连接，所述述二极管D1与脉宽调制控制芯片PWM的M5脚对应电连接。

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