CN214590727U - 一种充电装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种充电装置，涉及电动汽车充电技术领域。应用于智能充电桩，智能充电桩中至少包括：充电装置和监控单元，充电装置包括：第一功率变换及其控制模块、第二功率变换及其控制模块、第一辅助电源、第二辅助电源，第一辅助电源包括：功率单元、控制单元及开关单元；开关单元分别与功率单元及控制单元连接；第一辅助电源的功率单元与第二辅助电源连接，第二辅助电源向第一辅助电源供电；第二功率变换及其控制模块分别与监控单元及第一辅助电源的开关单元连接；第二功率变换及其控制模块用于在接收到监控单元发送的待机命令后，向开关单元发送断开信号。本方案可以达到降低待机功耗的目的。

Description

一种充电装置
技术领域
本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，具体而言，涉及一种充电装置。
背景技术
充电模块，是电动汽车充电桩的核心部分，且充电模块的待机功耗是一项重要的考察指标。当充电桩完成充电后，需要控制充电模块进入待机模式，以降低待机功耗。
目前，当充电模块接收到充电桩中的监控单元下发的待机指令后，控制充电模块中的功率变换及其控制电路的控制部分关闭主功率管发波，使得充电模块无功率输出，以使得充电模块不再产生功耗。但是为了保证充电模块和监控单元之间的正常通讯，此时，充电模块中的多个辅助电源仍然处于工作模式，会造成一定的待机损耗。
因此，如何降低充电模块的待机损耗，是亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种充电装置，以便降低充电模块的待机损耗。
为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
本申请实施例提供了一种充电装置，应用于智能充电桩，所述智能充电桩中至少包括：充电装置和监控单元，所述充电装置包括：第一功率变换及其控制模块、第二功率变换及其控制模块、第一辅助电源、第二辅助电源，所述第一辅助电源包括：功率单元、控制单元以及开关单元；
所述开关单元分别与所述功率单元以及所述控制单元连接；
所述第一辅助电源的功率单元与所述第二辅助电源连接，所述第二辅助电源向所述第一辅助电源供电；
第二功率变换及其控制模块分别与所述监控单元以及所述第一辅助电源的开关单元连接；
所述第二功率变换及其控制模块用于在接收到所述监控单元发送的待机命令后，向所述开关单元发送断开信号，所述断开信号用于断开向所述第一辅助电源的控制单元供电。
可选地，所述开关单元包括第一端、第二端和第三端；
所述第一端与所述控制单元连接，所述第二端与所述功率单元连接，所述第三端与所述第二功率变换及其控制模块连接。
可选地，所述第一端与所述控制单元的电源引脚连接。
可选地，所述开关单元包括第一端、第二端和第三端；
所述第一端分别与所述控制单元以及所述功率单元连接，所述第二端接地，所述第三端与所述第二功率变换及其控制模块连接。
可选地，所述第一辅助电源还包括：第一电阻；
所述第一电阻的一端与所述功率单元连接，所述第一电阻的另一端与所述控制单元以及所述开关单元的第一端连接。
可选地，所述第二辅助电源与所述第一辅助电源的功率单元连接。
可选地，所述第二辅助电源包括：功率单元和控制单元；
所述第二辅助电源的功率单元和控制单元连接；
所述第二辅助电源的功率单元与目标功率变换及其控制模块连接。
可选地，所述目标功率变换及其控制模块为所述第一功率变换及其控制模块。
可选地，所述目标功率变换及其控制模块为所述第二功率变换及其控制模块。
可选地，所述开关单元包括：晶体管、金氧半场效晶体管、继电器或者光电耦合器。
本申请的有益效果是：
本申请实施例提供一种充电装置，应用于智能充电桩，智能充电桩中至少包括：充电装置和监控单元，充电装置包括：第一功率变换及其控制模块、第二功率变换及其控制模块、第一辅助电源、第二辅助电源，第一辅助电源包括：功率单元、控制单元以及开关单元；开关单元分别与功率单元以及控制单元连接；第一辅助电源的功率单元与第二辅助电源连接，第二辅助电源向第一辅助电源供电；第二功率变换及其控制模块分别与监控单元以及第一辅助电源的开关单元连接；第二功率变换及其控制模块用于在接收到监控单元发送的待机命令后，向开关单元发送断开信号，断开信号用于断开向第一辅助电源的控制单元供电。在本方案中，通过在充电装置中的第一辅助电源中设置开关单元，当智能充电桩不需要充电时，监控单元可以向充电模块中第二功率变换及其控制模块下发待机指令，使得“第一功率变换及其控制模块和第二功率变换及其控制模块”进入待机状态，第二功率变换及其控制模块在接收到监控单元发送的待机命令后，向开关单元发送断开信号，使得充电装置中的第一辅助电源停止工作，让第二辅助电源处于工作状态，可以第一辅助电源处于待机状态，避免产生一定的待机损耗，从而达到降低待机功耗的目的，同时，还可以使得充电模块中第二辅助电源仍然可以和监控单元保持通信。
另外，本申请实施例提供的充电装置，在充电装置处于待机状态时，不需要充电装置中的辅助电源全部断电，只需要控制其中的任一个辅助电源处于工作状态，其余的辅助电源处于待机状态，以确保充电模块中存在一个辅助电源能够与监控单元保持通信，避免充电装置与监控单元出现通讯中断后，充电从待机转为充电模式后的重新启动时间过长，导致客户体验感差的问题。
最后，本申请在不需要额外增加功率级电路及元器件，以及在充电装置处于待机状态时，仍然能够与监控单元保持通讯不中断的前提下，提出了一种可以有效控制第一辅助电源(或者第二辅助电源)关闭的充电装置结构，该充电装置可操作性强、可灵活适用于各种需要关闭辅助电源的电路及系统，且成本低，并能够可靠实现降低充电装置的待机功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种智能充电桩的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种充电装置的结构示意图一；
图3为本申请实施例提供的一种充电装置的结构示意图二；
图4为本申请实施例提供的一种充电装置的结构示意图三；
图5为本申请实施例提供的一种充电装置中开关单元的结构示意图一；
图6为本申请实施例提供的一种充电装置中开关单元的结构示意图二。
图标：100-智能充电桩；101-充电装置；102-监控单元；201-功率变换及其控制模块一；202-功率变换及其控制模块二；203-辅助电源一；204-辅助电源二；205-功率单元；206-控制单元；207-开关单元。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
首先，在对本申请所提供的技术方案展开具体说明之前，先对本申请所涉及到智能充电桩的结构进行简单说明。
图1为本申请实施例提供的一种智能充电桩的结构示意图；本申请实施例提供的充电装置101应用于智能充电桩100，该智能充电桩100可用于向电动汽车、电动自行车等设备进行充电。
如图1所示，该智能充电桩100至少包括：充电装置101和监控单元102。其中，充电装置101用于向电动汽车提供电能，在充电完成后，监控单元102向充电装置101下发的待机指令，以控制充电装置101进入待机模式，达到降低待机功耗的目的。
可以理解，智能充电桩100还可以包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的结构单元。
其次，如下将通过多个具体的实施例对本申请所提供的充电装置的结构进行详细说明。
图2为本申请实施例提供的一种充电装置的结构示意图一；如图2所示，该充电装置101包括：第一功率变换及其控制模块、第二功率变换及其控制模块、第一辅助电源、第二辅助电源。
在该实施例中，“第一功率变换及其控制模块”表示功率变换及其控制模块一201，“第二功率变换及其控制模块”表示功率变换及其控制模块二202，“第一辅助电源”表示辅助电源一203，第二辅助电源表示辅助电源二204。
其中，第一辅助电源包括：功率单元、控制单元以及开关单元。如图2所示，辅助电源一203包括：功率单元205、控制单元206以及开关单元207。
辅助电源一203的功率单元205与辅助电源二204连接，例如，充电装置101的输入是交流输入电压，经“功率变换及其控制模块一201和功率变换及其控制模块二202”处理后，转换为合适的直流输出电压，并输出给电动汽车动力电池进行充电。
其中，功率变换及其控制模块一201和功率变换及其控制模块二202均可以是功率变换及其控制电路。
辅助电源二204可以从图2中所示的取电点1、取电点2或者取电点3中的任意一个取电点获取电能，如从取电点1处获取交流输入电压，辅助电源二204将获取到的交流电压转换为直流电压，使得辅助电源二204向辅助电源一203供电。
其中，开关单元207分别与功率单元205以及控制单元206连接，如可以通过控制开关单元207断开，使得功率单元205停止向控制单元206输出电能，进一步地，使得控制单元206进入低功耗待机模式，避免产生一定的待机损耗。
功率变换及其控制模块二202分别与监控单元102以及辅助电源一的开关单元207连接；功率变换及其控制模块二202用于在接收到监控单元102发送的待机命令后，向开关单元207发送断开信号，该断开信号用于断开辅助电源一203的功率单元向控制单元206的供电，使得充电装置101中的辅助电源一203停止工作，并进入低功耗待机模式，避免产生一定的待机损耗，从而达到降低待机功耗的目的。
可以理解的是，图3为本申请实施例提供的一种充电装置的结构示意图二；如图3所示，在该实施例中，“第一功率变换及其控制模块”表示功率变换及其控制模块二202，“第二功率变换及其控制模块”表示功率变换及其控制模块一201，“第一辅助电源”表示辅助电源二204，第二辅助电源表示辅助电源一203。
其中，功率变换及其控制电路一201分别与监控单元102以及辅助电源二204中设置的开关单元连接，监控单元102向充电装置101下发待机指令，功率变换及其控制电路一201在接收到监控单元102发送的待机命令后，向辅助电源二204中的开关单元发送断开信号，以停止向辅助电源二204的控制单元供电，使得充电装置101中的辅助电源二204停止工作，以控制辅助电源二204进入低功耗待机模式，避免产生一定的待机损耗，以达到降低待机功耗的目的。
在本实施例中，例如，当智能充电桩100不需要充电时，监控单元102可以通过CAN通信向充电模块中“第二功率变换及其控制模块”下发待机指令，使得“第一功率变换及其控制模块和第二功率变换及其控制模块”进入待机状态，但为了保持和监控单元102的通信，可以让“第一辅助电源”、“第二辅助电源”中的任一个处于工作状态，另一个处于待机状态，使得充电模块仍然可以和监控单元102保持通信，同时，还达到了降低充电装置101的待机功耗的目的。
另外，图4为本申请实施例提供的一种充电装置的结构示意图三；如图4所示，是本申请实施例提供的充电装置的另一种应用场景，上述图2、图3提供的充电装置101的主功率流是单向，在图4提供的实施例中，在主功率流为双向流动，功率变换及其控制模块一201与监控单元102之间通讯连接，辅助电源一203在主功率处的取电点可以是取电点1、取电点2或者取电点3等。
充电装置101接收到监控单元102下发的待机命令后，功率变换及其控制模块一201向辅助电源二204中的开关单元发送发送断开信号，控制辅助电源二204中控制部分的供电低于关断电压、或者直接掉电，使得充电装置101中的辅助电源二204停止工作，并进入低功耗待机模式，避免产生一定的待机损耗，以达到降低待机功耗的目的。
综上所述，本申请实施例提供一种充电装置，应用于智能充电桩，智能充电桩中至少包括：充电装置和监控单元，充电装置包括：第一功率变换及其控制模块、第二功率变换及其控制模块、第一辅助电源、第二辅助电源，第一辅助电源包括：功率单元、控制单元以及开关单元；开关单元分别与功率单元以及控制单元连接；第一辅助电源的功率单元与第二辅助电源连接，第二辅助电源向第一辅助电源供电；第二功率变换及其控制模块分别与监控单元以及第一辅助电源的开关单元连接；第二功率变换及其控制模块用于在接收到监控单元发送的待机命令后，向开关单元发送断开信号，断开信号用于断开向第一辅助电源的控制单元供电。在本方案中，通过在充电装置中的第一辅助电源中设置开关单元，当智能充电桩不需要充电时，监控单元可以向充电模块中第二功率变换及其控制模块下发待机指令，使得“第一功率变换及其控制模块和第二功率变换及其控制模块”进入待机状态，第二功率变换及其控制模块在接收到监控单元发送的待机命令后，向开关单元发送断开信号，使得充电装置中的第一辅助电源停止工作，让第二辅助电源处于工作状态，可以第一辅助电源处于待机状态，避免产生一定的待机损耗，从而达到降低待机功耗的目的，同时，还可以使得充电模块中第二辅助电源仍然可以和监控单元保持通信。
如下将通过具体的实施例对本申请所提供的充电装置中的开关单元进行详细说明。
图5为本申请实施例提供的一种充电装置中开关单元的结构示意图一；如图5所示，开关单元207包括：第一端、第二端和第三端。
可选地，开关单元207可以是：晶体管、金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，简称MOSFET)、继电器或者光电耦合器中的任一个可控开关管。
其中，开关单元207的第一端与控制单元206连接，开关单元207的第二端与功率单元连接，开关单元207的第三端与第二功率变换及其控制模块连接。
上述第一辅源中的控制单元206可以是辅源控制芯片，辅源控制芯片至少包括：电源引脚(Volt Current Condenser，简称VCC)、接地引脚(Ground，简称GND)等。
可选地，开关单元207第一端与第一辅助电源中的辅源控制芯片的电源引脚VCC连接。
例如，以开关单元207是MOSFET管为例，MOSFET管有3个电极，分别是栅极(G)、漏极(D)、源极(S)，可以将MOSFET管的第一端漏极与功率单元205连接，MOSFET管的第二端源极与辅源控制芯片的电源引脚VCC连接，MOSFET管的第三端栅极与第二功率变换及其控制模块连接。
当MOSFET管的第三端栅极接收到第二功率变换及其控制模块发送的辅助电源断开信号，MOSFET管处于截止状态，即控制开关单元207电路断开，使得断开功率单元205向第一辅助电源中的控制单元206供电，这样即实现第一辅助电源断电，以进入低功耗待机模式，避免产生一定的待机损耗，以达到降低待机功耗的目的。
如下将通过具体的实施例对本申请所提供的充电装置中的另一种开关单元的结构进行详细说明。
图6为本申请实施例提供的一种充电装置中开关单元的结构示意图二；如图6所示，开关单元207包括第一端、第二端和第三端。
开关单元207的第一端分别与控制单元206以及功率单元205连接，开关单元207的第二端接地，开关单元207的第三端与第二功率变换及其控制模块连接。
同理，上述第一辅助电源中的控制单元206可以是辅源控制芯片，辅源控制芯片至少包括：电源引脚(Volt Current Condenser，简称VCC)、接地引脚(Ground，简称GND)等。
可选地，第一辅助电源还包括：第一电阻R，第一电阻R的一端与功率单元205连接，第一电阻R的另一端与控制单元206以及开关单元207的第一端连接。
可选地，开关单元207第一端与第一辅助电源中的辅源控制芯片的电源引脚VCC连接。
开关单元207第一端分别与第一辅助电源中的辅源控制芯片的电源引脚VCC、第一辅助电源中的第一电阻R连接，开关单元207的第二端接地，开关单元207的第三端与第二功率变换及其控制模块连接。
同理，以开关单元207是NPN型三极管为例，三极管有3个电极，分别是基极(B)、集电极(C)、发射极(E)，将三极管的第一端集电极通过第一电阻R与辅源控制芯片的电源引脚VCC连接，三极管的第二端发射极接地，三极管的第三端基极与第二功率变换及其控制模块连接。
当三极管的第三端基极接收到第二功率变换及其控制模块发送的辅助电源断开信号，三极管导通，则开关单元207中的VCC端电压被拉低到地，即辅源控制芯片的电源引脚VCC被拉低，断开功率单元205向第一辅助电源的控制单元206供电，这样即实现第一辅助电源断电，以进入低功耗待机模式，避免产生一定的待机损耗，以达到降低待机功耗的目的。
可选地，第二辅助电源与第一辅助电源的功率单元连接，使得第二辅助电源向第一辅助电源供电。
可选地，第二辅助电源包括：功率单元和控制单元，其中，第二辅助单元的功率单元和控制单元连接，第二辅助单元的功率单元与目标功率变换及其控制模块连接，可选地，该目标功率变换及其控制模块是第二功率变换及其控制模块。
综上所述，本申请实施例提供的充电装置，在充电装置处于待机状态时，不需要充电装置中的辅助电源全部断电，可以只控制一个辅助电源处于工作状态，使得充电模块中仍然有辅助电源与监控单元保持通信，避免充电装置与监控单元之间的通讯出现中断后，充电转从待机转为充电模式后的重新启动时间过长，导致客户体验感差的问题。
本申请在不需要额外增加功率级电路及元器件、以充电装置处于待机状态中仍然保持通讯不中断的前提下，提出了一种可以有效控制第一辅助电源(或者第二辅助电源)关闭的充电装置结构，该充电装置可操作性强、可灵活适用于各种需要关闭辅助电源的电路及系统，且成本低，并能够可靠实现降低充电装置的待机功耗。
以上所述仅为本申请提供的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本本申请可以有各种更改和变化。凡在本本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电装置，其特征在于，应用于智能充电桩，所述智能充电桩中至少包括：充电装置和监控单元，所述充电装置包括：第一功率变换及其控制模块、第二功率变换及其控制模块、第一辅助电源、第二辅助电源，所述第一辅助电源包括：功率单元、控制单元以及开关单元；
所述开关单元分别与所述功率单元以及所述控制单元连接；
所述第一辅助电源的功率单元与所述第二辅助电源连接，所述第二辅助电源向所述第一辅助电源供电；
第二功率变换及其控制模块分别与所述监控单元以及所述第一辅助电源的开关单元连接；
所述第二功率变换及其控制模块用于在接收到所述监控单元发送的待机命令后，向所述开关单元发送断开信号，所述断开信号用于断开向所述第一辅助电源的控制单元供电。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述开关单元包括第一端、第二端和第三端；
所述第一端与所述控制单元连接，所述第二端与所述功率单元连接，所述第三端与所述第二功率变换及其控制模块连接。
3.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述第一端与所述控制单元的电源引脚连接。
4.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述开关单元包括第一端、第二端和第三端；
所述第一端分别与所述控制单元以及所述功率单元连接，所述第二端接地，所述第三端与所述第二功率变换及其控制模块连接。
5.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述第一辅助电源还包括：第一电阻；
所述第一电阻的一端与所述功率单元连接，所述第一电阻的另一端与所述控制单元以及所述开关单元的第一端连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的充电装置，其特征在于，所述第二辅助电源与所述第一辅助电源的功率单元连接。
7.根据权利要求1-5任一项所述的充电装置，其特征在于，所述第二辅助电源包括：功率单元和控制单元；
所述第二辅助电源的功率单元和控制单元连接；
所述第二辅助电源的功率单元与目标功率变换及其控制模块连接。
8.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，所述目标功率变换及其控制模块为所述第一功率变换及其控制模块。
9.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，所述目标功率变换及其控制模块为所述第二功率变换及其控制模块。
10.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述开关单元包括：晶体管、金氧半场效晶体管、继电器或者光电耦合器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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