一种充电电路、充电设备及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种充电电路、充电设备及系统，所述充电电路包括：交直流变换器、直流电压变换器、第一直流母线滤波电容以及切换模块。本发明专利技术通过设置两级双向变换器，可以通过控制实现充电和放电；通过设置切换模块，从而可以在耦接单相交流电网时，利用电路原本的结构形成APF电路，在不改变电路结构的同时，不需要额外增加直流母线上的电解电容，进一步减小体积并提高使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种充电电路、充电设备及系统
本专利技术涉及电力电子领域，更具体的，涉及一种充电电路、充电设备及系统。
技术介绍
电池充电设备是一种电能变换器，把交流市电转换成一定电压范围的直流电，对电池(可以是锂电池或铅酸电池等)进行充电。由于要满足一定电压范围的电池充电，以及电气安全的要求，电池充电设备通常包含两级电路变换，首先将高压交流变换为高压直流，再将高压直流变换为符合标准的低压直流，从而在标准低压直流电压下为电池持续充电。目前的电池充电设备功能单一，能量只能从电网流向动力电池；电网兼容性不好，只能择一进行单相电网输入和三相电网输入；在单相交流电网输入时，为了实现两级电路的功率解耦，通常需要在直流母线上增加电解电容，从而影响到充电机在严酷环境下的使用寿命。因此，目前亟需一种充电电路，以解决上述问题。
技术实现思路
为了解决目前电池充电设备功能单一，能量只能从电网流向动力电池；电网兼容性不好，只能择一进行单相电网输入和三相电网输入；在单相交流电网输入时，需要在直流母线上增加电解电容，从而影响到充电机在严酷环境下的使用寿命的问题，本专利技术提供一种充电电路、充电设备及系统。在某些实施例中，一种充电电路，包括：交直流变换器、直流电压变换器、第一直流母线滤波电容以及切换模块；所述交直流变换器的直流信号端与所述直流电压变换器的第一电压端耦接，所述交直流变换器的交流信号端可耦接至单相或者三相交流电网上，所述直流电压变换器的第二电压端与电池耦接；所述第一直流母线滤波电容与所述直流电压变换器并联，并且连接在所述交直流变换器和所述直流电压变换器之间；所述切换模块通过开关控制使所述电路耦接单相交流电网时，所述交直流变换器的其中一个桥臂和所述第一直流母线滤波电容形成APF电路。在某些实施例中，所述切换模块包括：连接导线；第一开关，用于切换所述交直流变换器其中一个桥臂耦接至所述连接导线或者交流电网对应端口；以及第二开关，用于切换所述第一直流母线滤波电容的其中一端耦接至连接导线或者其中一个直流母线上；其中，所述直流母线包括第一直流母线和第二直流母线，第一直流母线连接所述交直流变换器直流信号端的正极和所述直流电压变换器第一电压端的正极，第二直流母线连接所述交直流变换器直流信号端的负极和所述直流电压变换器第一电压端的负极，所述其中一个直流母线为所述第一直流母线和所述第二直流母线中的一个。在某些实施例中，所述交直流变换器和所述直流电压变换器为双向变换器。在某些实施例中，所述交直流变换器为AC-DC变换器，所述直流电压变换器为DC-DC变换器或者为隔离型DC-DC变换器。在某些实施例中，所述交直流变换器的每个桥臂与交流电网的其中一个端口通过输入输出导线耦接；所述充电电路还包括：与所述交直流变换器的桥臂数量相等的交流侧滤波电容，每个交流侧滤波电容一端各自与其中一个桥臂对应的输入输出导线耦接，另一端耦接在公共导线或者公共节点上。在某些实施例中，所述充电电路还包括：第二直流母线滤波电容，与所述第一直流母线滤波电容并联，并且耦接在所述交直流变换器和直流电压变换器之间。在某些实施例中，所述充电电路还包括：第三直流母线滤波电容，与所述第一直流母线滤波电容并联，并且耦接在所述直流电压变换器和电池之间。在某些实施例中，一种充电设备，包括如上所述的充电电路。在某些实施例中，一种充电系统，包括电池以及如上所述的充电设备，所述充电设备可通过交流电网为所述电池充电。在某些实施例中，一种充电系统，包括电池、交流电网以及如上所述的充电设备，所述充电设备与所述交流电网和所述电池耦接，所述交流电网为单相交流电网或者三相交流电网。本专利技术的有益效果本专利技术提供的充电电路、充电设备及系统，通过设置两级双向变换器，可以通过控制实现充电和放电；通过设置切换模块，从而可以在耦接单相交流电网时，利用电路原本的结构形成APF电路，在不改变电路结构的同时，不需要设置直流母线上的电解电容，进一步减小体积并提高使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的一些实施例，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示出了本专利技术实施例中的充电电路连接单相电网时的结构示意图。图2示出了本专利技术实时例中的充电电路连接三相电网时的结构示意图。图3示出了本专利技术实施例中的充电电路连接单相电网进行单向放电时的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。目前的电池充电设备功能单一，能量只能从电网流向动力电池；电网兼容性不好，只能择一进行单相电网输入和三相电网输入；在单相交流电网输入时，为了实现两级电路的功率解耦，通常需要在直流母线上增加电解电容，从而影响到充电机在严酷环境下的使用寿命。有鉴于此，本专利技术提供一种充电电路、充电设备及系统，通过设置两级双向变换器，可以通过控制实现充电和放电；通过设置切换模块，从而可以在耦接单相交流电网时，利用电路原本的结构形成APF电路(主动功率因素校正电路)，在不改变电路结构的同时，不需要设置直流母线上的电解电容，进一步减小体积并提高使用寿命。图1示出了本专利技术实施例中的充电电路示意图，图中的充电电路连接的是三相交流电网。具体如图1所示，该充电电路包括：交直流变换器202、直流电压变换器203、第一直流母线滤波电容C1以及切换模块。本实施例中，交直流变换器202为交流-直流变换器，其包括位于交流侧的交流信号端、位于直流侧的直流信号端，充电时，交流电网100输入交流电，通过本实施例的交直流变换器202转变为直流电流。直流电压变换器203为高压-低压变换器，其包括位于高压侧的第一电压端、位于低压侧的第二电压端，当直流电压变换器203与交直流变换器202耦接时，通过交直流变换器202形成的直流电流可以从直流电压变换器203的第一电压端进入，从而变换为低压电流。在一个实施例中，交直流变换器202为双向变换器，即交流电可以变换为直流电输出，直流电可以变换为交流电输出。同理，直流电压变换器203为双向变换器，即当高压电流输入时输出低压电流，当低压电流输入时输出高压电流。当然，上述双向变换时，交流电流由交直流变换器202的交流信号端输入和输出，直流电流由交直流变换器202的直流信号端输入和输出；高压电流由直流电压变换器203的第一电压端输入和输出，低压电流由直流电压变换器203的第二电压端输入和输出。在具体实施时，交直流变换器202为AC-DC变换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电电路，其特征在于，包括：/n交直流变换器、直流电压变换器、第一直流母线滤波电容以及切换模块；/n所述交直流变换器的直流信号端与所述直流电压变换器的第一电压端耦接，所述交直流变换器的交流信号端可耦接至单相或者三相交流电网上，所述直流电压变换器的第二电压端与电池耦接；/n所述第一直流母线滤波电容与所述直流电压变换器并联，并且连接在所述交直流变换器和所述直流电压变换器之间；/n所述切换模块通过开关控制使所述电路耦接单相交流电网时，所述交直流变换器的其中一个桥臂和所述第一直流母线滤波电容形成APF电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种充电电路，其特征在于，包括：
交直流变换器、直流电压变换器、第一直流母线滤波电容以及切换模块；
所述交直流变换器的直流信号端与所述直流电压变换器的第一电压端耦接，所述交直流变换器的交流信号端可耦接至单相或者三相交流电网上，所述直流电压变换器的第二电压端与电池耦接；
所述第一直流母线滤波电容与所述直流电压变换器并联，并且连接在所述交直流变换器和所述直流电压变换器之间；
所述切换模块通过开关控制使所述电路耦接单相交流电网时，所述交直流变换器的其中一个桥臂和所述第一直流母线滤波电容形成APF电路。


2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述切换模块包括：
连接导线；
第一开关，用于切换所述交直流变换器其中一个桥臂耦接至所述连接导线或者交流电网对应端口；以及
第二开关，用于切换所述第一直流母线滤波电容的其中一端耦接至连接导线或者其中一个直流母线上；
其中，所述直流母线包括第一直流母线和第二直流母线，第一直流母线连接所述交直流变换器直流信号端的正极和所述直流电压变换器第一电压端的正极，第二直流母线连接所述交直流变换器直流信号端的负极和所述直流电压变换器第一电压端的负极，所述其中一个直流母线为所述第一直流母线和所述第二直流母线中的一个。


3.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述交直流变换器和所述直流电压变换器为双向变换器。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴跃飞，范玲莉，林壮，
申请(专利权)人：乐金电子研发中心上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31