CN217692765U - 输入接口电路、模块及车载充电机和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种输入接口电路、模块及车载充电机和汽车，本实用新型的车载充电机输入接口电路，包括正极侧输出电路、负极侧输出电路，以及第一交流输入电路、第二交流输入电路和第三交流输入电路，且正极侧输出电路和负极侧输出电路之间并联有第一支路、第二支路、第三支路和第四支路；第一支路上设有一对二极管，第二支路上设有一对高速晶体开关管，第三支路上设有一对第一低速晶体开关管，第四支路上设有一对第二低速晶体开关管。本实用新型的车载充电机输入接口电路，能够提高电路的可靠性及灵活性，而使得该电路具有较好的实用性及用户体验度。

Description

输入接口电路、模块及车载充电机和汽车

技术领域

本实用新型涉及车载充电电路技术领域，特别涉及一种车载充电机输入接口电路。本实用新型还涉及设有上述车载充电机输入接口电路的车载充电机输入接口模块，设有该模块的车载充电机，以及设有该车载充电机的汽车。

背景技术

随着新能源汽车行业的迅速发展，为满足用户需求，汽车电池容量也在不断提升，因此，车载充电机(OBC)的功率也需要不断提高以减少充电时间，来满足用户对于汽车需要快速完成充电的需求。

目前，传统三相车载充电机可以突破单相车载充电机的功率瓶颈，且为提升汽车品质，使汽车能够兼容不同充电模式，三相车载充电机也需要能够在单相情况下的使用，实现三相充电及单相充电的兼容，由此，便需要车载充电机的输入接口电路能够对三相/单相输入模式进行适配。但是，传统三相车载充电机一般是使用继电器来对输入电路进行切换，电路占用空间大、电路可靠性低和使用灵活性差，导致用户体验度偏低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车载充电机输入接口电路，其具有较好的可靠性及使用灵活性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车载充电机输入接口电路，包括正极侧输出电路、负极侧输出电路，以及第一交流输入电路、第二交流输入电路和第三交流输入电路，且所述正极侧输出电路和所述负极侧输出电路之间并联有第一支路、第二支路、第三支路和第四支路；

所述第一支路上设有一对二极管，所述第二支路上设有一对高速晶体开关管，所述第三支路上设有一对第一低速晶体开关管，所述第四支路上设有一对第二低速晶体开关管；

所述第一交流输入电路与两个所述二极管之间的所述第一支路，以及两个所述高速晶体开关管之间的所述第二支路连接，且所述第一支路和所述第二支路之间的所述第一交流输入电路上设有PFC电感；

所述第二交流输入电路与两个所述第一低速晶体开关管之间所述第三支路连接，所述第三交流输入电路与两个所述第二低速晶体开关管之间所述第四支路连接。

进一步的，所述二极管采用防浪涌二极管。

进一步的，所述高速晶体开关管采用金属氧化物场效应管或绝缘栅双极型晶体管。

进一步的，所述低速晶体开关管采用双向可控晶体开关管。

进一步的，所述低速晶体开关管采用晶闸管、两个反向串联的金属氧化物场效应管，或者两个反向串联的绝缘栅双极型晶体管。

进一步的，所述正极侧输出电路和所述负极侧输出电路之间并联有第五支路，所述第五支路上设有PFC电容。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的车载充电机输入接口电路，通过在第一支路上设置二极管，在第二支路上设置高速晶体开关管，并在第三支路和第四支路上分别设置低速晶体开关管，使得电路整体结构具有较好的可靠性，占用空间小，同时，通过第一交流输入电路、第二交流输入电路和第三交流输入电路的配合设置，还能够实现对输入电路的便捷切换，实现电路结构的灵活调整，进而使得该电路具有较好的使用灵活性，并且，在第一交流输入电路中设置PFC电感，还可进行整流，减少无功功率的消耗，达到提高功率因素的目的，进一步提升电路的可靠性。

此外，设置带有PFC电容的第五支路，能够补偿电路中感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗，提高电压质量和设备利用率，使得电路可靠性更高。

本实用新型的另一目的在于提出一种车载充电机输入接口模块，该车载充电机输入接口模块包括交流电接口，以及与所述交流电接口连接的第一模块、第二模块和第三模块；所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块均采用如上所述的车载充电机输入接口电路。

进一步的，所述交流电接口具有零线端、第一相火线端、第二相火线端和第三相火线端；

所述第一模块中的第一交流输入电路与所述零线端连接，第二交流输入电路与所述第三相火线端连接，第三交流输入电路与所述第一相火线端连接；

所述第二模块中的第一交流输入电路与所述零线端连接，第二交流输入电路与所述第一相火线端连接，第三交流输入电路与所述第二相火线端连接；

所述第三模块中的第一交流输入电路与所述第一相火线端连接，第二交流输入电路与所述零线端连接，第三交流输入电路与所述第二相火线端连接。

本实用新型的车载充电机输入接口模块，通过设置上述的车载充电机输入接口电路，使得三个模块能够基于该接口电路的可靠性及灵活性，来实现三相输入模式与单相输入模式的便捷切换，进而能够适配多种电源输入模式，以满足多种充电需求，提高接口模块的适用范围。

此外，本实用新型还提出了一种车载充电机，所述车载充电机中设有上述的车载充电机输入接口模块。

另外，本实用新型也提出了一种汽车，所述汽车中设有上述的车载充电机。

本实用新型的车载充电机及汽车，通过设置上述的车载充电机输入接口模块，能够实现充电时三相输入模式和单相输入模式的兼容，使得该汽车能够在不同电源输入模式下进行充电，而可提高实用性及用户体验度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的车载充电机输入接口电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的车载充电机输入接口模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的第一模块的电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的第二模块的电路结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的第三模块的电路结构示意图。

附图标记说明：

101、正极侧输出电路；102、负极侧输出电路；

201、第一交流输入电路；202、第二交流输入电路；203、第三交流输入电路；

301、第一支路；302、第二支路；303、第三支路；304、第四支路；305、第五支路；

N、零线端；L1、第一相火线端；L2、第二相火线端；L3、第三相火线端。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，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，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“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，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实用新型涉及一种车载充电机输入接口电路，结合图1所示，其具有较好的可靠性及使用灵活性。

整体结构上，上述车载充电机输入接口电路包括正极侧输出电路101、负极侧输出电路102，以及第一交流输入电路201、第二交流输入电路202和第三交流输入电路203，且正极侧输出电路101和负极侧输出电路102之间并联有第一支路301、第二支路302、第三支路303和第四支路304。

其中，第一支路301上设有一对二极管，第二支路302上设有一对高速晶体开关管，第三支路303上设有一对第一低速晶体开关管，第四支路304上设有一对第二低速晶体开关管。

同时，第一交流输入电路201与两个二极管之间的第一支路301，以及两个高速晶体开关管之间的第二支路302连接，且第一支路301和第二支路302之间的第一交流输入电路201上设有PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电感。第二交流输入电路202与两个第一低速晶体开关管之间第三支路303连接，第三交流输入电路203与两个第二低速晶体开关管之间第四支路304连接。

值得提及的是，本实施例的PFC电感，可对电路进行整流，减少无功功率的消耗，达到提高功率因素的目的。本实施例的高速开关管的开关频率为PFC工作频率，通常为几十KHz或上百KHz，并且，低速开关管的开关频率为输入交流电频率，通常为50Hz或60Hz。

此外，在使用时，本实施例的输入接口电路只需选取第一低速晶体开关管和一对第二低速晶体开关管中的一对参与工作，便可实现不同交流电输入模式的切换。

具体实施时，作为优选的，本实施例的二极管采用防浪涌二极管，以保护后级电路不受瞬时浪涌高压的冲击而被破坏。同时，本实施例的高速晶体开关管采用金属氧化物场效应管或绝缘栅双极型晶体管，以可更好的起到控制负载回路通断的作用。

同样，作为优选的实施形式，本实施例的低速晶体开关管采用双向可控晶体开关管，以形成对电路的稳压稳流作用。在实际应用时，该低速晶体开关管采用晶闸管、两个反向串联的金属氧化物场效应管，或者两个反向串联的绝缘栅双极型晶体管便可。

本实施例中，仍如图1所示，在正极侧输出电路101和负极侧输出电路102之间并联有第五支路305，第五支路305上设有PFC电容，由此，能够补偿电路中感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗，提高电压质量和设备利用率，提高电路充放电作业的稳定性。

本实施例的车载充电机输入接口电路，通过在第一支路301上设置二极管，在第二支路302上设置高速晶体开关管，并在第三支路303和第四支路304上分别设置低速晶体开关管，使得电路整体结构具有较好的可靠性，占用空间小，同时，通过第一交流输入电路201、第二交流输入电路202和第三交流输入电路203的配合设置，还能够实现对输入电路的便捷切换，实现电路结构的灵活调整，进而使得该电路具有较好的使用灵活性，并且，在第一交流输入电路201中设置PFC电感，还可进行整流，减少无功功率的消耗，达到提高功率因素的目的，进一步提升电路的可靠性。

实施例二

本实施例涉及一种车载充电机输入接口模块，结合图2所示，该车载充电机输入接口模块包括交流电接口，以及与交流电接口连接的第一模块、第二模块和第三模块，并且第一模块、第二模块和第三模块均采用实施例一中的车载充电机输入接口电路。

在实际应用时，上述交流电接口与AC(交流)电源相连，第一模块、第二模块和第三模块的输出端在分别连接DCDC(直流转换器)，并以并联的形式向负载充电。

作为优选的，本实施例中，交流电接口具有零线端、第一相火线端、第二相火线端和第三相火线端。此处，将零线端、第一相火线端、第二相火线端和第三相火线端分别命名为N、L1、L2和L3。并且，具体实施时，参见图3所示，上述第一模块中的第一交流输入电路201与零线端N连接，第二交流输入电路202与第三相火线端L3连接，第三交流输入电路203与第一相火线端L1连接。

同时，参见图4所示，上述第二模块中的第一交流输入电路201与零线端N连接，第二交流输入电路202与第一相火线端L1连接，第三交流输入电路203与第二相火线端L2连接。并结合图5所示，第三模块中的第一交流输入电路201与第一相火线端L1连接，第二交流输入电路202与零线端N连接，第三交流输入电路203与第二相火线端L2连接。

结合图3至图5所示，本实施例中为便于第一模块、第二模块和第三模块中相关内容的描述及介绍，D3001、D3002为第一模块中的防浪涌二极管，D2001、D2002为第二模块中的防浪涌二极管，D1001、D1002为第三模块中的防浪涌二极管。并且，L3001、L2001及L1001分别为第一模块、第二模块和第三模块中的PFC电感。

同时，Q3005、Q3006为第一模块中的高速晶体开关管，Q2005、Q2006为第二模块中的高速晶体开关管，Q1005、Q1006第三模块中的高速晶体开关管。C1012、C2012及C3012分别为第一模块、第二模块和第三模块中的PFC电容。

Q3001、Q3002为第一模块中第三支路303的一对低速晶体开关管，Q3003、Q3004为第一模块中第四支路304的一对低速晶体开关管，Q2001、Q2002为第二模块中第三支路303的一对低速晶体开关管，Q2003、Q2004为第二模块中第四支路304的一对低速晶体开关管，Q1001、Q1002为第三模块中第三支路303的一对低速晶体开关管，Q1003、Q1004为第三模块中第四支路304的一对低速晶体开关管。

基于上述第一模块、第二模块和第三模块与交流电接口的连接形式，本实施例的输入接口模块能够适配多种电源输入模式的充电作业，且根据AC(交流)电源的接入情况可分为四种工作模式，具体为：

工作模式1(三相输入模式)：第一模块、第二模块和第三模块分别连接N/L1、N/L2和N/L3，三相均匀输出功率，输出的总功率为三个模块的输出功率之和。

具体实施时，处于工作模式1时，第一模块中Q3001、Q3002正常使能驱动，Q3003、Q3004不使能，处于断开状态，该模块输入电压为N-L3。第二模块中Q2003、Q2004正常使能驱动，Q2001、Q2002不使能，处于断开状态，该模块输入电压为N-L2。第三模块中Q1001、Q1002正常使能驱动，Q1003、Q1004不使能，处于断开状态，该模块输入电压为N-L1。

工作模式2(单相输入模式)：第一模块、第二模块和第三模块都分别连接N/L1，输出的总功率为三个模块的输出功率之和。

具体实施时，处于工作模式2时，第一模块中Q3003、Q3004正常使能驱动，Q3001、Q3002不使能，处于断开状态，该模块输入电压为N-L1。第二模块中Q2001、Q2002正常使能驱动，Q2003、Q2004不使能，处于断开状态，该模块输入电压为N-L1。第三模块中Q1001、Q1002正常使能驱动，Q1003、Q1004不使能，处于断开状态，该模块输入电压为N-L1。

工作模式3(单相输入模式)：第一模块、第二模块和第三模块中的两个模块分别连接N/L1，输出的总功率为两个模块的输出功率之和。

具体实施时，第一模块中Q3003、Q3004正常使能驱动，Q3001、Q3002不使能，处于断开状态，该模块输入电压为N-L1。第二模块中Q2001、Q2002正常使能驱动，Q2003、Q2004不使能，处于断开状态，该模块输入电压为N-L1。第三模块中Q1001、Q1002、Q1003及Q1004均不使能，处于断开状态，该模块不工作。

工作模式4(单相输入模式)，第一模块、第二模块和第三模块中的一个模块连接N/L1，输出的总功率为单个模块的输出功率。

具体实施时，处于工作模式4时，第一模块中，Q3003、Q3004正常使能驱动，Q3001、Q3002不使能，处于断开状态，该模块输入电压为N-L1。第二模块中Q2001、Q2002、Q2003及Q2004不使能，处于断开状态，该模块不工作，并且，第三模块中Q1001、Q1002、Q1003及Q1004不使能，处于断开状态，该模块也不工作。

因此，在具体实施时，本实施例输入接口模块根据充电作业需求，将电源连接到相应的功率模块，三相输入时，实现三相均匀输出功率，可达到最大功率输出(工作模式1)；单相输入时，根据单相功率的限制情况和本实施例输入接口模块的效率配比情况，来选择三个模块工作(工作模式2)、两个模块工作(工作模式3)，或者单个模块工作(工作模式4)。

另外，上述三个模块接入电源线的顺序，可根据实际情况进行调整，并不限定为以上所述及的连接顺序，例如在工作模式3中，可以任意选取两个模块组合工作，既可以是第一模块和第三模块组合，也可以是第二模块和第三模块组合，同样，在工作模式4中，既可以选取第一模块工作，可以选取第二模块或第三模块。

本实施例的车载充电机输入接口模块，通过设置实施例一中的车载充电机输入接口电路，使得三个模块能够基于该接口电路的可靠性及灵活性，来实现三相输入模式与单相输入模式的便捷切换，进而能够适配多种电源输入模式，以满足多种充电需求，提高接口模块的适用范围。

实施例三

本实施例涉及一种车载充电机，该车载充电机中设有如实施例二中的车载充电机输入接口模块。此外，本实施例也涉及一种汽车，该汽车中设有上述的车载充电机。

本实施例的车载充电机及汽车，通过设置实施例二中的车载充电机输入接口模块，能够实现充电时三相输入模式和单相输入模式的兼容，使得该汽车能够在不同电源输入模式下进行充电，而可提高实用性及用户体验度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载充电机输入接口电路，其特征在于：

包括正极侧输出电路(101)、负极侧输出电路(102)，以及第一交流输入电路(201)、第二交流输入电路(202)和第三交流输入电路(203)，且所述正极侧输出电路(101)和所述负极侧输出电路(102)之间并联有第一支路(301)、第二支路(302)、第三支路(303)和第四支路(304)；

所述第一支路(301)上设有一对二极管，所述第二支路(302)上设有一对高速晶体开关管，所述第三支路(303)上设有一对第一低速晶体开关管，所述第四支路(304)上设有一对第二低速晶体开关管；

所述第一交流输入电路(201)与两个所述二极管之间的所述第一支路(301)，以及两个所述高速晶体开关管之间的所述第二支路(302)连接，且所述第一支路(301)和所述第二支路(302)之间的所述第一交流输入电路(201)上设有PFC电感；

所述第二交流输入电路(202)与两个所述第一低速晶体开关管之间所述第三支路(303)连接，所述第三交流输入电路(203)与两个所述第二低速晶体开关管之间所述第四支路(304)连接。

2.根据权利要求1所述的车载充电机输入接口电路，其特征在于：

所述二极管采用防浪涌二极管。

3.根据权利要求1所述的车载充电机输入接口电路，其特征在于：

所述高速晶体开关管采用金属氧化物场效应管或绝缘栅双极型晶体管。

4.根据权利要求1所述的车载充电机输入接口电路，其特征在于：

所述低速晶体开关管采用双向可控晶体开关管。

5.根据权利要求4所述的车载充电机输入接口电路，其特征在于：

所述低速晶体开关管采用晶闸管、两个反向串联的金属氧化物场效应管，或者两个反向串联的绝缘栅双极型晶体管。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的车载充电机输入接口电路，其特征在于：

所述正极侧输出电路(101)和所述负极侧输出电路(102)之间并联有第五支路(305)，所述第五支路(305)上设有PFC电容。

7.一种车载充电机输入接口模块，其特征在于：

包括交流电接口，以及与所述交流电接口连接的第一模块、第二模块和第三模块；

所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块均采用权利要求1至6中任一项所述的车载充电机输入接口电路。

8.根据权利要求7所述的车载充电机输入接口模块，其特征在于：

所述交流电接口具有零线端、第一相火线端、第二相火线端和第三相火线端；

所述第一模块中的第一交流输入电路(201)与所述零线端连接，第二交流输入电路(202)与所述第三相火线端连接，第三交流输入电路(203)与所述第一相火线端连接；

所述第二模块中的第一交流输入电路(201)与所述零线端连接，第二交流输入电路(202)与所述第一相火线端连接，第三交流输入电路(203)与所述第二相火线端连接；

所述第三模块中的第一交流输入电路(201)与所述第一相火线端连接，第二交流输入电路(202)与所述零线端连接，第三交流输入电路(203)与所述第二相火线端连接。

9.一种车载充电机，其特征在于：

所述车载充电机中设有权利要求7或8所述的车载充电机输入接口模块。

10.一种汽车，其特征在于：

所述汽车中设有权利要求9所述的车载充电机。

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