CN214412374U - 充电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型实施例公开了一种充电系统，所述充电系统包括功率因数校正变换器和至少一个与所述功率因数校正变换器连接的LLC谐振转换电路。其中，所述功率因数校正变换器的交流输入端与交流电网连接，用于将市电交流电转换为直流电，各所述LLC谐振转换电路的输入端与所述功率因数校正变换器的直流输出端连接，用于进行直流‑直流变换以输出直流充电电流。本实用新型实施例通过构建功率因数校正变换器以及LLC谐振转换电路构成的两级充电系统，将交流电网的高压交流电进行高压交流转高压直流以及高压直流转低压直流两级转化，提高了充电系统的效率，节约能耗。

Description

充电系统
技术领域
本实用新型涉及机电领域，尤其涉及一种充电系统。
背景技术
随着电动车辆的普及，电池充电过程的安全问题是电动车辆使用过程中待解决的问题。对于一些共享电单车、租赁电动车等电动车辆的充电，需要利用集中式充电柜统一对电池进行充电和管理。充电柜的电源系统直接关系到电池充电柜的稳定性、安全性和充电效率，是充电柜的核心。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种充电系统，旨在提高充电效率、解决能耗。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种充电系统，包括：
功率因数校正变换器，所述功率因数校正变换器的交流输入端与交流电网连接，用于将市电交流电转换为直流电；
至少一个LLC谐振转换电路，输入端与所述功率因数校正变换器的直流输出端连接，用于进行直流-直流变换以输出直流充电电流。
进一步地，各所述LLC谐振转换电路的输出端与电池连接，用于为电池充电。
进一步地，还包括控制模块；
所述控制模块与LLC谐振转换电路和电池连接，用于获取电池状态信息，并根据电池状态信息生成对应的控制信号控制LLC谐振转换电路的输出电压。
进一步地，所述功率因数校正变换器包括功率因数校正电路和直流-直流变换器。
进一步地，所述功率因数校正电路为升压型功率因数校正电路或降压型功率因数校正电路。
进一步地，所述功率因数校正变换器的输出电压范围为300～400V。
进一步地，所述LLC谐振转换电路的输入端电压大于输出端电压。
进一步地，所述LLC谐振转换电路包括方波产生电路、谐振电路和输出电路。
进一步地，所述方波产生电路包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和第二开关管以半桥结构连接。
进一步地，所述谐振电路包括顺序连接的谐振电容、谐振电感和变压器励磁电感。
本实用新型实施例中所述充电系统包括功率因数校正变换器和至少一个与所述功率因数校正变换器连接的LLC谐振转换电路。其中，所述功率因数校正变换器的交流输入端与交流电网连接，用于将市电交流电转换为直流电，各所述LLC谐振转换电路的输入端与所述功率因数校正变换器的直流输出端连接，用于进行直流-直流变换以输出直流充电电流。本实用新型实施例通过构建功率因数校正变换器以及LLC谐振转换电路构成的两级充电系统，将交流电网的高压交流电进行高压交流转高压直流以及高压直流转低压直流两级转化，提高了充电系统的效率，节约能耗。
附图说明
通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1为本实用新型实施例的充电系统的示意图；
图2为本实用新型实施例的控制模块的连接示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1为本实用新型实施例的充电系统的示意图。如图1所示，本实用新型实施例中的充电系统包括功率因数校正变换器10和至少一个LLC谐振转换电路11。用于将从交流电网12接收的市电交流电转换为电压符合对应电池13充电要求的直流电。
具体地，所述功率因数校正变换器10的交流输入端与交流电网12连接，在将交流电网12提供的市电交流电通过交流-直流变换转换为直流电，并通过直流输出端输出转换后的直流电。所述LLC谐振转换电路11的输入端与所述功率因数校正变换器10的直流输出端连接，接收所述功率因数校正变换器10转换交流电网12得到的直流电，并将直流电再次经过直流-直流变换得到符合电池充电要求的直流电输出。可选地，所述功率因数校正变换器10输出的直流电电压为300-400V。所述LLC谐振转换电路11在直流-直流变换过程中，对所述功率因数校正变换器10输出的直流电进行降压处理，即最终输出低于300-400V的直流电。
在本实用新型实施例中，所述充电系统可以应用于包括多个充电仓的充电柜中。其中，所述功率因数校正变换器10用于将交流电网12提供的市电交流电转换为直流电后提供给所述充电柜的各充电仓。所述充电柜中的各所述充电仓分别设置有对应的LLC谐振转换电路11。各所述LLC谐振转换电路11分别用于将所述功率因数校正变换器10输出的直流电转换为符合对应充电仓内电池充电要求的直流电，以为对应充电仓内的电池充电。
进一步地，所述功率因数校正变换器10可以包括功率因数校正电路和直流-直流变换器。其中，所述功率因数校正电路由电感电容及电子元器件组成，用于将交流电网12输入交流电压对应的电流正弦化，达到高功率因数，以减少谐波含量。所述直流-直流变换器用于快速实现调节输出电压。可选地，所述功率因数校正电路可以为升压型功率因数校正电路(Boost型)或降压型功率因数校正电路(Buck-Boost型)。
所述LLC谐振转换电路可以包括方波产生电路、谐振电路和输出电路。其中，所述方波产生电路包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和第二开关管以半桥结构连接，互补导通，用于产生作为谐振电路输入电压的方波电压。所述谐振电路包括顺序连接的谐振电容、谐振电感和变压器励磁电感，用于在方波电压的作用下，通过变压器励磁电感产生磁通传输至输出电路。所述输出电路为两个二极管组成的带有中心抽头的全波整流电路，用于通过线圈接收所述谐振电路传输的磁通产生并输出电压。
本实用新型实施例中，所述充电系统包括功率因数校正变换器和至少一个与所述功率因数校正变换器连接的LLC谐振转换电路。其中，所述功率因数校正变换器的交流输入端与交流电网连接，用于将市电交流电转换为直流电，各所述LLC谐振转换电路的输入端与所述功率因数校正变换器的直流输出端连接，用于进行直流-直流变换以输出直流充电电流。本实用新型实施例通过构建功率因数校正变换器以及LLC谐振转换电路构成的两级充电系统，将交流电网的高压交流电进行高压交流转高压直流以及高压直流转低压直流两级转化，提高了充电系统的效率，节约能耗。
图2为本实用新型实施例的控制模块的连接示意图。如图2所示，本实用新型实施例的充电系统中还包括控制模块14，用于控制各所述LLC谐振转换电路的输出电压。
具体地，所述控制模块14与LLC谐振转换电路11和LLC谐振转换电路11对应的电池13连接。用于在电池充电过程中实时获取电池的状态信息，并根据所述电池状态信息生成对应的控制信号，控制LLC谐振转换电路的输出电压。可选地，所述控制模块14可以同时与多个LLC谐振转换电路11和对应的电池13连接。所述电池状态信息的获取方式可以为通过具有通信功能的电池13以预定频率向所述控制模块14发送当前状态信息。电池状态信息可以包括电池当前荷电状态、电池温度、电池电压等。以本实用新型实施例应用于充电柜，所述充电柜中各充电仓分别对应一个LLC谐振转换电路11，所述控制模块14用于控制整个充电柜中全部LLC谐振转换电路11的输出电压为例进行说明。当控制模块14接收到电池13的状态信息后，分析所述状态信息确定所述电池13亏电严重时，需要在充电前期采用小电流充电的方式保护电池电芯，生成对应的控制信号，控制所述电池13所在充电仓对应的LLC谐振转换电路11在充电前期预设时长内采用小电流充电。
由此，本实用新型实施例的充电系统可以根据不同电池自身的状态信息按需动态调节充电柜中每一个充电仓的充电电流，提高整个充电柜系统的稳定性，并保障电池使用寿命。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种充电系统，其特征在于，包括：
功率因数校正变换器，所述功率因数校正变换器的交流输入端与交流电网连接，用于将市电交流电转换为直流电；
至少一个LLC谐振转换电路，输入端与所述功率因数校正变换器的直流输出端连接，用于进行直流-直流变换以输出直流充电电流；
其中，所述功率因数校正变换器包括功率因数校正电路和直流-直流变换器。
2.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，各所述LLC谐振转换电路的输出端与电池连接，用于为电池充电。
3.根据权利要求2所述的充电系统，其特征在于，还包括控制模块；
所述控制模块与LLC谐振转换电路和电池连接，用于获取电池状态信息，并根据电池状态信息生成对应的控制信号控制LLC谐振转换电路的输出电压。
4.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述功率因数校正电路为升压型功率因数校正电路或降压型功率因数校正电路。
5.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述功率因数校正变换器的输出电压范围为300～400V。
6.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述LLC谐振转换电路的输入端电压大于输出端电压。
7.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述LLC谐振转换电路包括方波产生电路、谐振电路和输出电路。
8.根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于，所述方波产生电路包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和第二开关管以半桥结构连接。
9.根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于，所述谐振电路包括顺序连接的谐振电容、谐振电感和变压器励磁电感。
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