TWI689733B - 車載充電裝置及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提出一種車載充電裝置及其操作方法。車載充電裝置包含交流連接器、交流對直流轉換器以及偵測電路。交流連接器用以連接電動車充電設備，使電動車充電設備的保護接地端電性連接車載充電裝置的保護接地端。交流對直流轉換器電性連接交流連接器，交流對直流轉換器用以將電動車充電設備所提供的交流電壓轉換成直流電壓，交流直流轉換器具有參考接地端。偵測電路基於車載充電裝置的保護接地端與交流對直流轉換器的參考接地端之間的電壓差異，以輸出偵測電壓，偵測電壓係反映電動車充電設備的保護接地端異常與否。
Description
本發明是有關於一種裝置與方法，且特別是有關於一種車載充電裝置及其操作方法。
燃油式汽車發明以來確實改善了人類行動上的便利，且隨著科技的進步，燃油式汽車被快速大量生產，使得燃油式汽車成為人類生活中相當依賴的工具之一。現今地球暖化嚴重，造成氣候異常，使得全球節能意識高漲。然而，過度使用燃油式汽車，大量燃燒汽油造成空氣污染，進而破壞生態。因此，各國都在積極鼓勵發展新能源汽車（例如：電動汽車或油電混合車），減少對石油的依賴。
電動汽車的快速普及勢必帶動電動車充電設備（electric vehicle supply equipment, EVSE）快速發展。然而，世界各地的EVSE本身之接地故障偵測品質參差不齊，增加電動汽車在充電中人員觸電的機率。
本發明提出一種車載充電裝置及其操作方法，改善先前技術的問題。
在本發明的一實施例中，本發明所提出的車載充電裝置包含交流連接器、交流對直流轉換器以及偵測電路。交流連接器用以連接電動車充電設備，使電動車充電設備的保護接地端電性連接車載充電裝置的保護接地端。交流對直流轉換器電性連接交流連接器，交流對直流轉換器用以將電動車充電設備所提供的交流電壓轉換成直流電壓，交流直流轉換器具有參考接地端。偵測電路基於車載充電裝置的保護接地端與交流對直流轉換器的參考接地端之間的電壓差異，以輸出偵測電壓，偵測電壓係反映電動車充電設備的保護接地端異常與否。
在本發明的一實施例中，車載充電裝置更包含控制器。當偵測電壓低於預設門檻電壓時，控制器用以判定電動車充電設備的保護接地端異常。
在本發明的一實施例中，當偵測電壓高於預設門檻電壓時，控制器判定電動車充電設備的保護接地端正常。
在本發明的一實施例中，偵測電路包含分壓電路、緩衝器、放大器以及濾波器。分壓電路電性連接車載充電裝置的保護接地端與交流直流轉換器的參考接地端，分壓電路將保護接地端與參考接地端之間電壓做分壓後做為一電壓信號。緩衝器電性連接分壓電路，緩衝器接收電壓信號。放大器電性連接緩衝器，放大器接收經緩衝器緩衝後所輸出的電壓信號。濾波器電性連接放大器，濾波器對放大器所放大後的電壓信號進行濾波以輸出偵測電壓。
在本發明的一實施例中，分壓電路包含第一電阻器、第二電阻器與濾波電路。第一電阻器的一端電性連接車載充電裝置的保護接地端。第二電阻器與第一電阻器串接，第二電阻器的一端電性連接第一電阻器的另一端，第二電阻器的另一端電性連接交流對直流轉換器的參考接地端。濾波電路與第二電阻器並聯。
在本發明的一實施例中，緩衝器為電壓隨耦器。
在本發明的一實施例中，放大器為差動放大器。
在本發明的一實施例中，濾波器為低通濾波器。
在本發明的一實施例中，車載充電裝置更包含隔離級、直流對直流轉換器以及輸出濾波器。隔離級電性連接交流對直流轉換器，直流對直流轉換器電性連接隔離級，輸出濾波器電性連接直流對直流轉換器。交流對直流轉換器輸出的直流電壓經隔離級與直流對直流轉換器轉換後再經輸出濾波器進行濾波以提供車用充電電壓給車輛。
在本發明的一實施例中，本發明所提出的車載充電裝置的操作方法包含：當交流連接器連接電動車充電設備時，電動車充電設備的保護接地端電性連接車載充電裝置的保護接地端，基於車載充電裝置的保護接地端與交流對直流轉換器的參考接地端之間的電壓差異，以輸出偵測電壓；以及依據偵測電壓，判斷電動車充電設備的保護接地端異常與否。
在本發明的一實施例中，判斷電動車充電設備的保護接地端異常與否的步驟包含：當偵測電壓低於預設門檻電壓時，判定電動車充電設備的保護接地端異常。
在本發明的一實施例中，判斷電動車充電設備的保護接地端異常與否的步驟包含：當偵測電壓高於預設門檻電壓時，判定電動車充電設備的保護接地端正常。
在本發明的一實施例中，操作方法更包含：當交流連接器連接電動車充電設備時，判斷電動車充電設備所提供的交流電壓是否高於預定電壓；以及當電動車充電設備所提供的交流電壓高於預定電壓時，判斷交流電壓是否落於第一電壓區間。
在本發明的一實施例中，依據偵測電壓，判斷電動車充電設備的保護接地端異常與否的步驟包含：當交流電壓落於第一電壓區間時，判斷偵測電壓是否低於第一預設門檻電壓； 當偵測電壓低於第一預設門檻電壓時，判斷偵測電壓持續低於第一預設門檻電壓的期間是否超出第一預定時間；以及在偵測電壓持續低於第一預設門檻電壓的期間已超出第一預定時間以後，判定電動車充電設備的保護接地端異常。
在本發明的一實施例中，依據偵測電壓，判斷電動車充電設備的保護接地端異常與否的步驟包含：當交流電壓未落於第一電壓區間而是落於第二電壓區間時，判斷偵測電壓是否低於一第二預設門檻電壓；當偵測電壓低於第二預設門檻電壓時，判斷偵測電壓持續低於第二預設門檻電壓的期間是否超出第二預定時間；以及在偵測電壓持續低於第二預設門檻電壓的期間已超出第二預定時間以後，判定電動車充電設備的保護接地端異常。
綜上所述，本發明之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由本發明的車載充電裝置及其操作方法，在車載充電裝置加入了偵測電動車充電設備的保護接地端是否故障的功能，從而降低人員觸電的風險。
以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本發明之技術方案提供更進一步的解釋。
為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。
於實施方式與申請專利範圍中，涉及『電性連接』之描述，其可泛指一元件透過其他元件而間接電氣耦合至另一元件，或是一元件無須透過其他元件而直接電氣連結至另一元件。
於實施方式與申請專利範圍中，涉及『電性連接』之描述，其可泛指一元件透過其他元件而間接與另一元件進行電氣連結，或是一元件無須透過其他元件而實體連接至另一元件。
於實施方式與申請專利範圍中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或複數個。
本文中所使用之『約』、『大約』或『大致』係用以修飾任何可些微變化的數量，但這種些微變化並不會改變其本質。於實施方式中若無特別說明，則代表以『約』、『大約』或『大致』所修飾之數值的誤差範圍一般是容許在百分之二十以內，較佳地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分五之以內。
第1圖是依照本發明一實施例之一種車載充電裝置100的方塊圖。如第1圖所示，車載充電裝置100適用於車輛170。舉例而言，車輛170可為電動汽車、油電混合車或其他可充電的車子。
於第1圖中，車載充電裝置100可包含交流連接器111、交流對直流轉換器112、隔離級113、直流對直流轉換器114、輸出濾波器115、高電壓連接器116、第一控制器121、第二控制器122、第三控制器123、信號連接器124、第一信號連接裝置131、第二信號連接裝置132、輔助電源140以及偵測電路160。舉例而言，隔離級113可為LLC諧振轉換器，直流對直流轉換器114可為降壓轉換器，第一控制器121、第二控制器122與第三控制器123可為各別的微控制器，第一信號連接裝置131與第二信號連接裝置132可為各別的信號連接晶片。
於第1圖中，交流對直流轉換器112可包含輸入濾波器151（如：電磁干擾濾波器）與功率因素校正電路152。在架構上，輸入濾波器151電性連接交流連接器111，功率因素校正電路152電性連接輸入濾波器151。
於第1圖中，交流連接器111、交流對直流轉換器112、隔離級113的一次側以及第一控制器121設置於車載充電裝置100的高電壓一次側110，隔離級113的二次側、直流對直流轉換器114、輸出濾波器115、高壓連接器116以及第二控制器122設置於車載充電裝置100的高電壓二次側120，第三控制器123以及信號連接器124設置於車載充電裝置100的低電壓側130。
於使用時，輔助電源140供電給第一控制器121、第二控制器122以及第三控制器123，使第一控制器121、第二控制器122以及第三控制器123分別進行高電壓一次側110、高電壓二次側120以及低電壓側130中相應元件的控制。
第一信號連接裝置131電性連接高電壓一次側110的第一控制器121與高電壓二次側120的第二控制器122，做為不同電壓側的第一控制器121與第二控制器122之間信號傳遞的媒介。第二信號連接裝置132電性連接高電壓二次側120的第二控制器122與低電壓側130的第三控制器123，做為不同電壓側的第二控制器122與第三控制器123之間信號傳遞的媒介。
高電壓一次側110與高電壓二次側120主要是將電動車充電設備190所提供的交流電壓轉換成車輛170所能接受的車用充電電壓。
在架構上，交流連接器111電性連接交流對直流轉換器112，交流對直流轉換器112電性連接隔離級113，隔離級113電性連接直流對直流轉換器114，直流對直流轉換器114電性連接輸出濾波器115，輸出濾波器115電性連接高電壓連接器116。
在交流連接器111連接電動車充電設備190以後，交流對直流轉換器112將電動車充電設備所提供的交流電壓轉換成直流電壓，交流對直流轉換器112輸出的直流電壓經隔離級113與直流對直流轉換器114轉換後再經輸出濾波器115進行濾波以提供車用充電電壓，高電壓連接器116輸出車用充電電壓給車輛170。值得一提，隔離級113與直流對直流轉換器114可為兩級獨立的電源轉換器，舉例而言，隔離級113可為LLC諧振轉換器，直流對直流轉換器114可為降壓轉換器；反之，隔離級113與直流對直流轉換器114亦可使用一級電源轉換器取代，舉例而言，隔離級113和直流對直流轉換器114可使用一級LLC諧振轉換器取代以提供穩定輸出，可依實際需求調整設計。上述轉換器為舉例說明，不以此為限，LLC諧振轉換器亦可使用全橋相移轉換器或其它類型轉換器取代。
具體而言，電動車充電設備190具有火線L、零線N與保護接地端PE。當交流連接器111連接電動車充電設備190時，交流連接器111連接火線L、零線N與保護接地端PE，使得電動車充電設備190的保護接地端PE電性連接車載充電裝置100 的保護接地端PE。交流對直流轉換器112透過交流連接器111從火線L與零線N接收交流電壓，並將交流電壓轉換成直流電壓。交流對直流轉換器112需有參考接地端150，此參考接地端150係交流對直流轉換器112用以作為電壓偵測與控制的電壓參考準位，舉例可為交流對直流轉換器112的直流輸出電壓的負端。
應瞭解到，電動車充電設備190的保護接地端PE與交流對直流轉換器112的參考接地端150是不同的接地端。在供電系統的應用中，通常是透過保護接地端PE將設備外露和可導電部分進行連接，以形成完整的等電位連接系統。參考第1圖，車載充電裝置100的保護接地端PE會藉由交流連接器111與電動車充電設備190的保護接地端PE相連接以達成良好的接地。另一方面，參考接地端150則是車載充電裝置100中高電壓一次側110的一次側參考接地端。
然而，世界各地的EVSE本身之接地偵測品質參差不齊，為了防止車輛170在充電中發生人員觸電的危險，偵測電路160基於車載充電裝置100的保護接地端PE與交流對直流轉換器112的參考接地端150之間的電壓差異，以輸出偵測電壓，偵測電壓係反映電動車充電設備190的保護接地端PE異常與否，所謂異常與否是指保護接地端PE是否與大地保持良好連接。另外，如先前所述，車載充電裝置100的保護接地端PE會藉由交流連接器111與電動車充電設備190的保護接地端PE相連接，所以偵測電路160可就近選擇車載充電裝置100保護接地端PE作為偵測點。
於一實施例中，偵測電路160將偵測電壓輸出給高電壓一次側110的第一控制器121，第一控制器121透過第一信號連接裝置131將偵測電壓的數值傳遞給高電壓二次側120的第二控制器122，第二控制器122透過第二信號連接裝置132將偵測電壓的數值傳遞給低電壓側130的第三控制器123，第三控制器123判斷偵測電壓是否低於預設門檻電壓。當偵測電壓低於預設門檻電壓時，第三控制器123判定電動車充電設備190的保護接地端PE異常。相反地，當偵測電壓高於預設門檻電壓時，第三控制器123判定電動車充電設備190的保護接地端PE正常。
於其他實施例中，亦可由第一控制器121或第二控制器122判斷偵測電壓是否低於預設門檻電壓，熟習此技藝者可視實際需要彈性調整之。
應瞭解到，上述預設門檻電壓，可由系統設計者依認定異常的條件或元件的參數不同而於控制器（如：第一控制器121、第二控制器122與/或第三控制器123）預先設定之，或由使用者彈性調整之。舉例而言，系統設計者可認定接地阻抗大於特定值以上即為異常，並據以調整門檻電壓。
若電動車充電設備190的保護接地端PE異常，舉例而言，第三控制器123可透過信號連接器124輸出異常信號給車輛170，使車輛170執行相應的警示動作（如：警示聲音、警示影像…等），藉以警示人員，降低人員觸電的風險。或者，亦可由第一控制器121關閉交流對直流轉換器112。
以下對本發明的精神與原理做進一步說明，當交流連接器111連接電動車充電設備190時，交流對直流轉換器112從火線L與零線N接收交流電壓並轉換成直流電壓，交流電壓會形成一個迴路且有交替的正負半周，因此，交流對直流轉換器112的參考接地端150會交替的與火線L或零線N具有相等電位，若電動車充電設備190的保護接地端PE正常接地，因為火線L或零線N對保護接地端PE具有電壓差，故保護接地端PE與參考接地端150亦具有電壓差，而這個電壓差值與火線L和零線N間的電壓差值相關。反之，若電動車充電設備190的保護接地端PE發生接地異常，例如沒有連接大地，因此火線L或零線N對保護接地端PE不具電壓差，故保護接地端PE與參考接地端150亦不具電壓差。偵測電路160基於保護接地端與參考接地端之間的電壓差異，以輸出偵測電壓，偵測電壓係反映電動車充電設備的保護接地端異常與否。
為了對上述偵測電路160的運作方法做更進一步的闡述，請同時參照第1、2圖，第2圖是依照本發明一實施例之一種偵測電路160的電路圖。如第2圖所示，偵測電路160包含分壓電路210、緩衝器220、放大器230以及濾波器240。
在架構上，緩衝器220電性連接分壓電路210，放大器230電性連接緩衝器220，濾波器240電性連接放大器230，第一控制器121電性連接濾波器240。分壓電路210的一端電性連接交流直流轉換器112的參考接地端150，而分壓電路210的另一端用於電性連接車載充電裝置100的保護接地端PE。於使用上，分壓電路210將保護接地端PE與參考接地端150之間電壓做分壓後做為電壓信號。緩衝器220接收電壓信號。放大器230接收經緩衝器220緩衝後所輸出的電壓信號。濾波器240對放大器230所放大後的電壓信號進行濾波以輸出偵測電壓。
於第2圖中，分壓電路210包含第一電阻器Ra、第二電阻器Rb與濾波電路212。在架構上，第一電阻器Ra的一端電性連接車載充電裝置100的保護接地端PE。第二電阻器Rb與第一電阻器Ra串接，具體而言，第二電阻器Rb的一端電性連接第一電阻器Ra的另一端，第二電阻器Rb的另一端電性連接交流對直流轉換器112的參考接地端150。濾波電路212與第二電阻器Rb並聯。
在本發明的一實施例中，如第2圖所示，濾波電路212包含電容器C4與二極體D1。在架構上，第二電阻器Rb的一端電性連接第一電阻器Ra、二極體D1的陰極與電容器C4的一端，第二電阻器Rb的另一端電性連接交流對直流轉換器112的參考接地端150、二極體D1的陽極與電容器C4的另一端。電容器C4用以抑制雜訊，而二極體D1為鉗位二極體用以保護電路。
在本發明的一實施例中，緩衝器220為電壓隨耦器。如第2圖所示，緩衝器220包含第一運算放大器IC1，第一運算放大器IC1的輸出端電性連接第一運算放大器IC1的反相輸入端，第一運算放大器IC1的非反相輸入端接受分壓電路210所輸出的電壓信號，透過第一運算放大器IC1的輸出阻抗大致為零的特性，消除第一電阻器Ra與第二電阻器Rb對放大器230輸入阻抗的影響。
在本發明的一實施例中，放大器230為差動放大器。如第2圖所示，放大器230包含第二運算放大器IC2、電阻器R1〜R4以及電容器C1〜C2。電阻器R1的兩端分別電性連接參考接地端150與第二運算放大器IC2的反相輸入端，電阻器R2的兩端分別電性連接第一運算放大器IC1的輸出端與第二運算放大器IC2的非反相輸入端，電阻器R3的兩端分別電性連接第二運算放大器IC2的反相輸入端與第二運算放大器IC2的輸出端，電阻器R4的兩端分別電性連接第二運算放大器IC2的非反相輸入端與參考接地端150，電容器C1的兩端分別電性連接第二運算放大器IC2的反相輸入端與第二運算放大器IC2的輸出端，電容器C2的兩端分別電性連接第二運算放大器IC2的非反相輸入端與參考接地端150。於使用上，透過第二運算放大器IC2將電壓信號放大。
在本發明的一實施例中，濾波器240為低通濾波器。如第2圖所示，濾波器240包含電阻器R5以及電容器C3。電阻器R5的兩端分別電性連接第二運算放大器IC2的輸出端與第一控制器121，電容器C3的兩端分別電性連接第一控制器121與參考接地端150。於使用上，透過濾波器240讓已放大後的電壓信號的電壓位準更為平整，以利於第一控制器121判讀。值得一提，本發明精神旨在利用一個偵測電路偵測保護接地端與參考接地端之間的電壓差異，以反映電動車充電設備的保護接地端異常與否，第2圖中所示電路僅為本發明一種較佳實施態樣，並不以此為限。
為了對上述車載充電裝置100的運作方法做更進一步的闡述，請同時參照第1～3圖，第3圖是依照本發明一實施例之一種車載充電裝置100的操作方法300的流程圖。總體言之，於操作方法300中，當交流連接器111連接電動車充電設備190時，電動車充電設備190的保護接地端PE電性連接車載充電裝置100的保護接地端PE，兩者電位大致相同，基於車載充電裝置100的保護接地端PE(或，電動車充電設備190的保護接地端PE)與交流對直流轉換器112的參考接地端150之間的電壓差異，以輸出偵測電壓；接下來，依據偵測電壓，判斷電動車充電設備190的保護接地端異常PE與否。當偵測電壓低於預設門檻電壓時，電動車充電設備190的保護接地端PE異常；相反地，當偵測電壓高於預設門檻電壓時，電動車充電設備190的保護接地端PE正常。
具體而言，如第3圖所示，操作方法300包含步驟S301〜S307（應瞭解到，在本實施例中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行）。
於步驟S301，當交流連接器111連接電動車充電設備190時，判斷電動車充電設備190所提供的交流電壓是否高於預定電壓。當電動車充電設備190所提供的交流電壓高於預定電壓時，代表電動車充電設備190輸出正常的交流電壓。相反地，當電動車充電設備190所提供的交流電壓低於預定電壓時，代表電動車充電設備190輸出的電壓不正常或是未輸出電壓，車輛170無法被充電，故操作方法300結束。舉例而言，前述預定電壓可約為80V，正常的交流電壓一般大致為110V或220V，但本發明不以此為限。
於步驟S302，判斷交流電壓是否落於第一電壓區間，當交流電壓落於第一電壓區間時，於步驟S303，判斷偵測電壓是否低於第一預設門檻電壓。當偵測電壓低於第一預設門檻電壓時，於步驟S304，判斷偵測電壓持續低於第一預設門檻電壓的期間是否超出第一預定時間，以避免誤判。在偵測電壓持續低於第一預設門檻電壓的期間已超出第一預定時間以後，於步驟S305，判定電動車充電設備190的保護接地端PE異常。
另一方面，當交流電壓未落於第一電壓區間而是落於第二電壓區間時，於步驟S306，判斷偵測電壓是否低於第二預設門檻電壓。當偵測電壓低於第二預設門檻電壓時，於步驟S307，判斷偵測電壓持續低於第二預設門檻電壓的期間是否超出第二預定時間，以避免誤判。在偵測電壓持續低於第二預設門檻電壓的期間已超出第二預定時間以後，於步驟S305，判定電動車充電設備190的保護接地端PE異常。
應瞭解到，上述第一電壓區間與第二電壓區間不同。舉例而言，第一電壓區間可約為90-132V，常規為110V；第二電壓區間可約為200-240V，常規為220V。或者，第一電壓區間可約為200-240V，常規為220V；第二電壓區間可約為90-132V，常規為110V，熟習此技藝者可視實際需要彈性調整之。
如先前所述，保護接地端PE與參考接地端150的電壓差值與火線L和零線N間的電壓差值相關，所以可根據交流電壓的電壓區間選擇不同的預設門檻，如第一電壓區間大約為90-132V，第一預設門檻電壓可約為0.45V，相應地，若第二電壓區間大約為200-240V，第一預設門檻電壓可約為0.9V。或者，若第一電壓區間大約為200-240V，第一預設門檻電壓可約為0.9V，相應地，若第二電壓區間大約為90-132V，第一預設門檻電壓可約為0.45V。
應瞭解到，上述各電壓區間與各預設門檻電壓的數值僅為例示，實務上，實際的具體數值可由系統設計者依認定異常的條件或元件的參數不同而於控制器（如：第一控制器121、第二控制器122與/或第三控制器123）預先設定之，或由使用者彈性調整之。
綜上所述，本發明之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由本發明的車載充電裝置100及其操作方法300，在車載充電裝置加入了偵測電動車充電設備190的保護接地端PE是否故障的功能，從而降低人員觸電的風險。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：100‧‧‧車載充電裝置110‧‧‧高電壓一次側111‧‧‧交流連接器112‧‧‧交流對直流轉換器113‧‧‧隔離級114‧‧‧直流對直流轉換器115‧‧‧輸出濾波器116‧‧‧高電壓連接器120‧‧‧高電壓二次側121‧‧‧第一控制器122‧‧‧第二控制器123‧‧‧第三控制器124‧‧‧信號連接器130‧‧‧低電壓側131‧‧‧第一信號連接裝置132‧‧‧第二信號連接裝置140‧‧‧輔助電源150‧‧‧參考接地端151‧‧‧輸入濾波器152‧‧‧功率因素校正電路160‧‧‧偵測電路170‧‧‧車輛190‧‧‧電動車充電設備210‧‧‧分壓電路212‧‧‧濾波電路220‧‧‧緩衝器230‧‧‧放大器240‧‧‧濾波器300‧‧‧操作方法S301〜S307‧‧‧步驟C1〜C4‧‧‧電容器D1‧‧‧二極體IC1‧‧‧第一運算放大器IC2‧‧‧第二運算放大器L‧‧‧火線N‧‧‧零線PE‧‧‧保護接地端Ra‧‧‧第一電阻器Rb‧‧‧第二電阻器R1〜R5‧‧‧電阻器
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖是依照本發明一實施例之一種車載充電裝置的方塊圖； 第2圖是依照本發明另一實施例之一種偵測電路的電路圖；以及 第3圖是依照本發明一實施例之一種車載充電裝置的操作方法的流程圖。
100‧‧‧車載充電裝置
110‧‧‧高電壓一次側
111‧‧‧交流連接器
112‧‧‧交流對直流轉換器
113‧‧‧隔離級
114‧‧‧直流對直流轉換器
115‧‧‧輸出濾波器
116‧‧‧高電壓連接器
120‧‧‧高電壓二次側
121‧‧‧第一控制器
122‧‧‧第二控制器
123‧‧‧第三控制器
124‧‧‧信號連接器
130‧‧‧低電壓側
131‧‧‧第一信號連接裝置
132‧‧‧第二信號連接裝置
140‧‧‧輔助電源
150‧‧‧參考接地端
151‧‧‧輸入濾波器
152‧‧‧功率因素校正電路
160‧‧‧偵測電路
170‧‧‧車輛
190‧‧‧電動車充電設備
L‧‧‧火線
N‧‧‧零線
PE‧‧‧保護接地端
Claims (15)
- 一種車載充電裝置，包含： 一交流連接器，用以連接一電動車充電設備，使該電動車充電設備的一保護接地端電性連接該車載充電裝置的一保護接地端； 一交流對直流轉換器，電性連接該交流連接器，該交流對直流轉換器用以將該電動車充電設備所提供的交流電壓轉換成直流電壓，該交流直流轉換器具有一參考接地端；以及 一偵測電路，基於該車載充電裝置的該保護接地端與該交流對直流轉換器的該參考接地端之間的電壓差異，以輸出一偵測電壓，該偵測電壓係反映該電動車充電設備的該保護接地端異常與否。
- 如請求項1所述之車載充電裝置，更包含： 一控制器，用以當該偵測電壓低於一預設門檻電壓時，判定該電動車充電設備的該保護接地端異常。
- 如請求項2所述之車載充電裝置，其中當該偵測電壓高於該預設門檻電壓時，該控制器判定該電動車充電設備的該保護接地端正常。
- 如請求項1所述之車載充電裝置，其中該偵測電路包含： 一分壓電路，電性連接該車載充電裝置的該保護接地端與該交流直流轉換器的該參考接地端，該分壓電路將該保護接地端與該參考接地端之間電壓做分壓後做為一電壓信號； 一緩衝器，電性連接該分壓電路，該緩衝器接收該電壓信號； 一放大器，電性連接該緩衝器，該放大器接收經該緩衝器緩衝後所輸出的該電壓信號；以及 一濾波器，電性連接該放大器，該濾波器對該放大器所放大後的該電壓信號進行濾波以輸出該偵測電壓。
- 如請求項4所述之車載充電裝置，其中該分壓電路包含： 一第一電阻器，其一端電性連接該車載充電裝置的該保護接地端； 一第二電阻器，與該第一電阻器串接，該第二電阻器的一端電性連接該第一電阻器的另一端，該第二電阻器的另一端電性連接該交流對直流轉換器的該參考接地端；以及 一濾波電路，與該第二電阻器並聯。
- 如請求項4所述之車載充電裝置，其中該緩衝器為一電壓隨耦器。
- 如請求項4所述之車載充電裝置，其中該放大器為一差動放大器。
- 如請求項4所述之車載充電裝置，其中該濾波器為一低通濾波器。
- 如請求項1所述之車載充電裝置，更包含： 一隔離級，電性連接該交流對直流轉換器； 一直流對直流轉換器，電性連接該隔離級；以及 一輸出濾波器，電性連接該直流對直流轉換器，其中該交流對直流轉換器輸出的該直流電壓經該隔離級與該直流對直流轉換器轉換後再經該輸出濾波器進行濾波以提供一車用充電電壓給一車輛。
- 一種車載充電裝置的操作方法，該車載充電裝置包含一交流連接器與一交流對直流轉換器，該操作方法包含： 當該交流連接器連接一電動車充電設備時，該電動車充電設備的一保護接地端電性連接該車載充電裝置的一保護接地端，基於該車載充電裝置的一保護接地端與該交流對直流轉換器的一參考接地端之間的電壓差異，以輸出一偵測電壓；以及 依據該偵測電壓，判斷該電動車充電設備的該保護接地端異常與否。
- 如請求項10所述之操作方法，其中判斷該電動車充電設備的該保護接地端異常與否的步驟包含： 當該偵測電壓低於一預設門檻電壓時，判定該電動車充電設備的該保護接地端異常。
- 如請求項10所述之操作方法，其中判斷該電動車充電設備的該保護接地端異常與否的步驟包含： 當該偵測電壓高於該預設門檻電壓時，判定該電動車充電設備的該保護接地端正常。
- 如請求項10所述之操作方法，更包含： 當該交流連接器連接該電動車充電設備時，判斷該電動車充電設備所提供的一交流電壓是否高於一預定電壓；以及 當該電動車充電設備所提供的該交流電壓高於該預定電壓時，判斷該交流電壓是否落於一第一電壓區間。
- 如請求項13所述之操作方法，其中依據該偵測電壓，判斷該電動車充電設備的該保護接地端異常與否的步驟包含： 當該交流電壓落於該第一電壓區間時，判斷該偵測電壓是否低於一第一預設門檻電壓； 當該偵測電壓低於該第一預設門檻電壓時，判斷該偵測電壓持續低於該第一預設門檻電壓的期間是否超出一第一預定時間；以及 在該偵測電壓持續低於該第一預設門檻電壓的期間已超出該第一預定時間以後，判定該電動車充電設備的該保護接地端異常。
- 如請求項13所述之操作方法，其中依據該偵測電壓，判斷該電動車充電設備的該保護接地端異常與否的步驟包含： 當該交流電壓未落於該第一電壓區間而是落於一第二電壓區間時，判斷該偵測電壓是否低於一第二預設門檻電壓； 當該偵測電壓低於該第二預設門檻電壓時，判斷該偵測電壓持續低於該第二預設門檻電壓的期間是否超出一第二預定時間；以及 在該偵測電壓持續低於該第二預設門檻電壓的期間已超出該第二預定時間以後，判定該電動車充電設備的該保護接地端異常。
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