CN219435003U - 基于碳化硅的电源检测系统及检测设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种基于碳化硅的电源检测系统及检测设备，包括交流电源、整流电路、DC/DC电路及直流输出端口。整流电路与交流电源连接，DC/DC电路与整流电路连接，直流输出端口与DC/DC电路连接。其中，整流电路与DC/DC电路均为双向电路，且整流电路与DC/DC电路中的开关管均为碳化硅MOSFEI管，直流输出端口用于连接动力电池。因此，整流电路与DC/DC电路中的开关管均为碳化硅MOSFEI管，通过利用碳化硅高频的优势，提高模组的开关频率，从而实现小型化和轻量化的设计；同时，通过利用碳化硅MOSFEI的工作温度比现有技术中的IGBT的工作温度高，因此可使整个系统实现更高的工作温度，提高了可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及新能源技术领域，尤其涉及一种基于碳化硅的电源检测系统及检测设备。
背景技术
随着电动汽车的普及，电动汽车的安全性也越来越受到关注，而动力电池作为电动汽车最核心的部件之一，因此很有必要对动力电池的安全性进行检测。在现有技术中，有采用电源检测系统对动力电池进行充放电，以在充放电的过程中采集动力电池的电性参数进行检测。但目前电源检测系统多采用IGBT开关管，因此由于IGBT开关管的电性性能，目前电源检测系统存在体积过大、可靠性低的问题。
发明内容
基于此，本申请提供了一种基于碳化硅的电源检测系统及检测设备，以减小电源检测系统的体积并提高可靠性。
第一方面，本申请提供了一种基于碳化硅的电源检测系统，包括：
交流电源；
整流电路，与所述交流电源连接；
DC/DC电路，与所述整流电路连接；及
直流输出端口，与所述DC/DC电路连接；
其中，所述整流电路与所述DC/DC电路均为双向电路，且所述整流电路与所述DC/DC电路中的开关管均为碳化硅MOSFEI管，所述直流输出端口用于连接动力电池。
进一步地，所述整流电路包括双向无桥PFC电路以及双向全桥LLC电路；
其中，所述双向无桥PFC电路串联在所述交流电源与所述双向全桥LLC电路之间，所述双向全桥LLC电路与所述DC/DC电路连接。
进一步地，所述双向无桥PFC电路包括第一电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管以及第一电容；
所述第一开关管与所述第二开关管连接，且所述第一开关管和所述第二开关管的连接处通过所述第一电感连接所述交流电源的L极；
所述第三开关管与所述第四开关管连接，且所述第三开关管和所述第四开关管的连接处连接所述交流电源的N极；
所述第一开关管与所述第三开关管连接，且所述第一开关管与所述第三开关管的连接处作为所述双向无桥PFC电路的输出正极；所述第二开关管与所述第四开关管连接，且所述第二开关管与所述第四开关管的连接处作为所述双向无桥PFC电路的输出负极；所述第一电容并联于所述双向无桥PFC电路的输出正极和输出负极之间；
其中，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管以及所述第四开关管均为碳化硅MOSFEI管。
进一步地，所述双向全桥LLC电路包括第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第二电感、第三电感、第二电容、变压器、第四电感、第三电容、第九开关管、第十开关管、第十一开关管以及第十二开关管；
所述第五开关管与所述第七开关管连接，且所述第五开关管与所述第七开关管的连接处作为所述双向全桥LLC电路的输入正极；所述第六开关管与所述第八开关管连接，且所述第六开关管与所述第八开关管的连接处作为所述双向全桥LLC电路的输入负极；
所述第五开关管与所述第六开关管连接，所述第七开关管与所述第八开关管连接；
所述第二电感，第一端与所述第五开关管与所述第六开关管的连接处连接，第二端分别与所述变压器的第一边的第一端、所述第三电感的第一端连接；
所述第二电容，第一端与所述第七开关管与所述第八开关管的连接处连接，第二端分别与所述变压器的第一边的第二端、所述第三电感的第二端连接；
所述第九开关管与所述第十开关管连接，所述第十一开关管与所述第十二开关管连接；
所述第四电感，第一端与所述变压器的第二边的第一端连接，第二端与所述第九开关管与所述第十开关管的连接处连接；
所述第三电容，第一端与所述变压器的第二边的第二端连接，第二端与所述第十一开关管与所述第十二开关管的连接处连接；
所述第九开关管与所述第十一开关管连接，且所述第九开关管与所述第十一开关管的连接处作为所述双向全桥LLC电路的输出正极；所述第十开关管与所述第十二开关管连接，且所述第十开关管与所述第十二开关管的连接处作为所述双向全桥LLC电路的输出负极；
其中，第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管以及第十二开关管均为碳化硅MOSFEI管。
进一步地，所述DC/DC电路包括第十三开关管、第十四开关管、第五电感、第十五开关管以及第十六开关管；
所述第十三开关管作为所述DC/DC电路的输入正极，所述第十四开关管作为所述DC/DC电路的输入负极；所述第十五开关管作为所述DC/DC电路的输出正极，所述第十六开关管作为所述DC/DC电路的输出负极；
所述第十三开关管与所述第十四开关管连接，所述第十五开关管与所述第十六开关管连接；所述第十三开关管与所述第十四开关管的连接处，通过所述第五电感连接所述第十五开关管与所述第十六开关管的连接处；
其中，第十三开关管、第十四开关管、第十五开关管以及第十六开关管均为碳化硅MOSFEI管。
进一步地，所述DC/DC电路的输出端并联有滤波电容。
第二方面，本申请提供了一种检测设备，包括如第一方面所述的基于碳化硅的电源检测系统。
基于上述技术方案，整流电路与DC/DC电路中的开关管均为碳化硅MOSFEI管，通过利用碳化硅高频的优势，提高模组的开关频率，从而实现小型化和轻量化的设计；同时，通过利用碳化硅MOSFEI的工作温度比现有技术中的IGBT的工作温度高，因此可使整个系统实现更高的工作温度，提高了可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为本申请实施例提供的基于碳化硅的电源检测系统的一种电路结构示意图；
图2为本申请实施例中整流电路的一种电路结构示意图；
图3为本申请实施例中双向无桥PFC电路的一种电路结构示意图；
图4为本申请实施例中双向全桥LLC电路的一种电路结构示意图；
图5为本申请实施例中DC/DC电路的一种电路结构示意图；
图6为本申请实施例提供的检测设备的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
应当理解，本申请的说明书、权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。另外，本申请的说明书、权利要求书或上述附图中的术语“连接”(如果存在)应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接，并且，“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。此外，在本申请的说明书、权利要求书或上述附图中使用的术语“和/或”(如果存在)是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
本申请提供了一种基于碳化硅的电源检测系统100，在对动力电池进行检测时，可通过本申请实施例提供的电源检测系统100对动力电池进行充放电，以在充放电的过程中采集动力电池的电性参数，以实现对动力电池的性能检测。
如图1所示，包括交流电源110、整流电路120、DC/DC电路130以及直流输出端口140。其中，整流电路120与交流电源110连接，示例性地，交流电源110可以为单相交流电源，整流电路120可将交流电源输出的单相交流电处理为直流电，同时，在本申请实施例中，整流电路120为双向电路，也可将直流电处理为交流电，例如反馈给电网。DC/DC电路130串联在整流电路120与直流输出端口140之间，DC/DC电路130用于对整流电路120输出的直流电进行升降压处理，以向与直流输出端口140连接的动力电池输出直流电能，同样地，DC/DC电路130也为双向电路，还可将动力电池输出的直流电进行升降压处理。在一实施例中，DC/DC电路130的输出端可以并联有滤波电容(可参见图5)，以使电能的质量更为优质。
基于此，整流电路120与DC/DC电路130所需实现的功能，开关管是必不可少的电子器件。而在本申请实施例中，整流电路120与DC/DC电路130中的开关管均为碳化硅MOSFEI管，本申请通过利用碳化硅高频的优势，提高模组的开关频率，从而实现小型化和轻量化的设计；同时，本申请通过利用碳化硅MOSFEI的工作温度比现有技术中的IGBT的工作温度高，因此可使整个系统实现更高的工作温度，提高了可靠性。
在一实施例中，如图2所示，整流电路120包括双向无桥PFC电路121以及双向全桥LLC电路122。其中，双向无桥PFC电路121串联在交流电源110与双向全桥LLC电路122之间，双向全桥LLC电路122与DC/DC电路130连接。示例性地，当对动力电池进行充电时，双向无桥PFC电路121能够将220V交流电处理成400V直流电，双向全桥LLC电路122再将400V直流电处理成125V直流电，双向DC/DC电路130再将125V直流电处理为适配的直流电压，具体可以合理设置，例如5-100V。而当动力电池放电时，电能处理过程与之相反。
示例性地，如图3所示，双向无桥PFC电路121包括第一电感L1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4以及第一电容C1。其中，第一开关管Q1与第二开关管Q2连接，且两者的连接处通过第一电感L1连接交流电源的L极。其中，第三开关管Q3与第四开关管Q4连接，且两者的连接处连接交流电源的N极。其中，第一开关管Q1与第三开关管Q3连接，且两者的连接处作为双向无桥PFC电路121的输出正极。第二开关管Q2与第四开关管Q4连接，且两者的连接处作为双向无桥PFC电路121的输出负极。其中，第一电容C1并联于双向无桥PFC电路121的输出正极和输出负极之间。在本申请实施例中，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及第四开关管Q4均为碳化硅MOSFEI管。
示例性地，如图4所示，双向全桥LLC电路122包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8、第二电感L2、第三电感L3、第二电容C2、变压器T、第四电感L4、第三电容C3、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第十一开关管Q11以及第十二开关管Q12。其中，第五开关管Q5与第七开关管Q7连接，且两者的连接处作为双向全桥LLC电路122的输入正极。其中，第六开关管Q6与第八开关管Q8连接，且两者的连接处作为双向全桥LLC电路122的输入负极。其中，第五开关管Q5与第六开关管Q6连接，第七开关管Q7与第八开关管Q8连接。其中，第二电感L2，第一端与第五开关管Q5与第六开关管Q6的连接处连接，第二端分别与变压器T的第一边的第一端、第三电感L3的第一端连接。其中，第二电容C2，第一端与第七开关管Q7与第八开关管Q8的连接处连接，第二端分别与变压器T的第一边的第二端、第三电感L3的第二端连接。其中，第九开关管Q9与第十开关管Q10连接，第十一开关管Q11与第十二开关管Q12连接。其中，第四电感L4，第一端与变压器T的第二边的第一端连接，第二端与第九开关管Q9与第十开关管Q10的连接处连接。其中，第三电容C3，第一端与变压器的第二边的第二端连接，第二端与第十一开关管Q11与第十二开关管Q12的连接处连接。其中，第九开关管Q9与第十一开关管Q11连接，且第九开关管Q9与第十一开关管Q11的连接处作为双向全桥LLC电路122的输出正极。其中，第十开关管Q10与第十二开关管Q12连接，且第十开关管Q10与第十二开关管Q12的连接处作为双向全桥LLC电路的输出负极。在本申请实施例中，第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第十一开关管Q11以及第十二开关管Q12均为碳化硅MOSFEI管。
示例性地，如图5所示，DC/DC电路130包括第十三开关管Q13、第十四开关管Q14、第五电感L5、第十五开关管Q15以及第十六开关管Q16。其中，第十三开关管Q13作为DC/DC电路130的输入正极，第十四开关管Q14作为DC/DC电路130的输入负极。其中，第十五开关管Q15作为DC/DC电路130的输出正极，第十六开关管Q16作为DC/DC电路130的输出负极。其中，第十三开关管Q13与第十四开关管Q14连接，第十五开关管Q15与第十六开关管Q16连接。其中，第十三开关管Q13与第十四开关管Q14的连接处，通过第五电感L5连接第十五开关管Q15与所述第十六开关管Q16的连接处。在本申请实施例中，第十三开关管Q13、第十四开关管Q14、第十五开关管Q15以及第十六开关管Q16均为碳化硅MOSFEI管。
此外，本申请实施例还提供了一种检测设备，如图6所示，包括如上所述的基于碳化硅的电源检测系统100，具体实施方式可参见前文论述，此处不再赘述。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种基于碳化硅的电源检测系统，其特征在于，包括：
交流电源；
整流电路，与所述交流电源连接；
DC/DC电路，与所述整流电路连接；及
直流输出端口，与所述DC/DC电路连接；
其中，所述整流电路与所述DC/DC电路均为双向电路，且所述整流电路与所述DC/DC电路中的开关管均为碳化硅MOSFEI管，所述直流输出端口用于连接动力电池。
2.根据权利要求1所述的电源检测系统，其特征在于，所述整流电路包括双向无桥PFC电路以及双向全桥LLC电路；
其中，所述双向无桥PFC电路串联在所述交流电源与所述双向全桥LLC电路之间，所述双向全桥LLC电路与所述DC/DC电路连接。
3.根据权利要求2所述的电源检测系统，其特征在于，所述双向无桥PFC电路包括第一电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管以及第一电容；
所述第一开关管与所述第二开关管连接，且所述第一开关管和所述第二开关管的连接处通过所述第一电感连接所述交流电源的L极；
所述第三开关管与所述第四开关管连接，且所述第三开关管和所述第四开关管的连接处连接所述交流电源的N极；
所述第一开关管与所述第三开关管连接，且所述第一开关管与所述第三开关管的连接处作为所述双向无桥PFC电路的输出正极；所述第二开关管与所述第四开关管连接，且所述第二开关管与所述第四开关管的连接处作为所述双向无桥PFC电路的输出负极；所述第一电容并联于所述双向无桥PFC电路的输出正极和输出负极之间；
其中，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管以及所述第四开关管均为碳化硅MOSFEI管。
4.根据权利要求2所述的电源检测系统，其特征在于，所述双向全桥LLC电路包括第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第二电感、第三电感、第二电容、变压器、第四电感、第三电容、第九开关管、第十开关管、第十一开关管以及第十二开关管；
所述第五开关管与所述第七开关管连接，且所述第五开关管与所述第七开关管的连接处作为所述双向全桥LLC电路的输入正极；所述第六开关管与所述第八开关管连接，且所述第六开关管与所述第八开关管的连接处作为所述双向全桥LLC电路的输入负极；
所述第五开关管与所述第六开关管连接，所述第七开关管与所述第八开关管连接；
所述第二电感，第一端与所述第五开关管与所述第六开关管的连接处连接，第二端分别与所述变压器的第一边的第一端、所述第三电感的第一端连接；
所述第二电容，第一端与所述第七开关管与所述第八开关管的连接处连接，第二端分别与所述变压器的第一边的第二端、所述第三电感的第二端连接；
所述第九开关管与所述第十开关管连接，所述第十一开关管与所述第十二开关管连接；
所述第四电感，第一端与所述变压器的第二边的第一端连接，第二端与所述第九开关管与所述第十开关管的连接处连接；
所述第三电容，第一端与所述变压器的第二边的第二端连接，第二端与所述第十一开关管与所述第十二开关管的连接处连接；
所述第九开关管与所述第十一开关管连接，且所述第九开关管与所述第十一开关管的连接处作为所述双向全桥LLC电路的输出正极；所述第十开关管与所述第十二开关管连接，且所述第十开关管与所述第十二开关管的连接处作为所述双向全桥LLC电路的输出负极；
其中，第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管以及第十二开关管均为碳化硅MOSFEI管。
5.根据权利要求1所述的电源检测系统，其特征在于，所述DC/DC电路包括第十三开关管、第十四开关管、第五电感、第十五开关管以及第十六开关管；
所述第十三开关管作为所述DC/DC电路的输入正极，所述第十四开关管作为所述DC/DC电路的输入负极；所述第十五开关管作为所述DC/DC电路的输出正极，所述第十六开关管作为所述DC/DC电路的输出负极；
所述第十三开关管与所述第十四开关管连接，所述第十五开关管与所述第十六开关管连接；所述第十三开关管与所述第十四开关管的连接处，通过所述第五电感连接所述第十五开关管与所述第十六开关管的连接处；
其中，第十三开关管、第十四开关管、第十五开关管以及第十六开关管均为碳化硅MOSFEI管。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电源检测系统，其特征在于，所述DC/DC电路的输出端并联有滤波电容。
7.一种检测设备，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的基于碳化硅的电源检测系统。
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| CN202320287993.XU CN219435003U (zh) | 2023-02-23 | 2023-02-23 | 基于碳化硅的电源检测系统及检测设备 |
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