交流直流转换电路及其输入电流检测方法技术

一种具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路，交流侧具有三相电源。交流直流转换电路包含第一电感、第二电感、第三电感、开关桥臂组、第五切换元件、预充电电阻、电容组以及控制单元。开关桥臂组包含三组开关桥臂，各开关桥臂包含串联的上开关与下开关。上开关与对应下开关的复数共接点分别通过第一电感、第二电感以及第三电感耦接三相电源。控制单元控制上开关导通与下开关导通以提供电流感测回路。控制单元获得流经第一电感的第一电流的大小与流经第三电感的第三电流的大小，且根据第一电流与第三电流，判断第一电流与第三电流的电流检测机制是否正常。本申请还涉及一种单相与三相兼容的交流直流转换电路的输入电流检测方法。入电流检测方法。入电流检测方法。

【技术实现步骤摘要】
交流直流转换电路及其输入电流检测方法


[0001]本专利技术是有关一种交流直流转换电路及其输入电流检测方法，特别涉及一种单相与三相兼容的交流直流转换电路及其输入电流检测方法。

技术介绍

[0002]为因应全球环境变迁，世界各国逐渐重视绿能环保的观念。随着近年来电动化与智能化科技的蓬勃发展，各车厂亦开始积极发展电动车(electric vehicle,EV)，以降低碳排放。对于电动车而言，车载充电器(on
‑
board charger)为其核心，主要负责对高压电池传递充电能量。此外，因为随着电动车的不断发展，电池续航里程在不断增加，同时对充电功率的要求也在提升，由原来的单相充电器逐渐向三相充电器发展，考虑用户可能遇到不同的充电条件，具有单相、三相相(兼)容功能的车载充电器将为用户带来更多的便利。
[0003]因为车载充电器输入端过高或过低的电流，都会影响车载内部高压电池的寿命，因此，车载充电器输入端的电流感测回路是否能够正常工作，乃是高压电池充电过程中的关键因素之一。在现行技术中，在对高压电池进行充电前，加入一检测机制于电流感测回路，以确认电流回路是否可正常动作。然而，在尚未对电池充电前，不会有电流流入车载充电器的输入端，而无法确认电流感测回路的功能是否正常。因此，会需要使用假负载(dummy load)，构成一电流回路以检验电流感测回路的功能，然而此方式会增加额外的电路成本。
[0004]为此，如何设计出一种具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路及其输入电流检测方法，解决现有技术所存在的问题与技术瓶颈，乃为本公开专利技术人所研究的重要课题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一目的在于提供一种具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路，解决现有技术的问题。
[0006]为实现前揭目的，本专利技术所提出的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路，配置于交流侧与直流侧之间。交流侧具有三相电源。交流直流转换电路包含第一电感、第二电感、第三电感、开关桥臂组、第五切换元件、预充电电阻、电容组以及控制单元。开关桥臂组包含三组开关桥臂。各开关桥臂包含串联的上开关与下开关。上开关与对应下开关的复数共接点通过第一电感、第二电感以及第三电感耦接三相电源。第五切换元件耦接于三相电源的第一相与对应第三相的开关桥臂的共接点之间。预充电电阻耦接第一相与第一电感之间。电容组并联耦接开关桥臂组，以形成直流侧。控制单元控制上开关导通与下开关导通以提供包含第一电感与第三电感的电流感测回路。控制单元获得流经第一电感的第一电流的大小与流经第三电感的第三电流的大小，且根据第一电流与第三电流，判断第一电流与第三电流的电流检测机制是否正常。
[0007]通过所提出的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路，利用切换元件来实现输入单相电压与三相电压兼容，且可利用切换元件的状态改变，配合电路功率
开关元件和既有的预充电电阻，即可产生电流回路以检查电流感测元件是否正常，因此无需增加额外元件，如此可节省电路成本与缩减电路尺寸，以及不需要额外增加电路元件，仅使用车载充电器内部电路功率开关元件搭配预充电电阻，且因检测回路包含预充电电阻，可以减少流经元件的电流应力。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供一种单相与三相兼容的交流直流转换电路的输入电流检测方法，解决现有技术的问题。
[0009]为实现前揭目的，本专利技术所提出的单相与三相兼容的交流直流转换电路的输入电流检测方法，其中，交流直流转换电路接收交流电源。交流直流转换电路包含：第一电感、第二电感、第三电感、三组开关桥臂、第五切换元件、预充电电阻以及电容组。各开关桥臂包含串联的上开关与下开关；上开关与对应下开关的复数共接点分别通过第一电感、第二电感以及第三电感耦接三相电源。输入电流检测方法包含：(a)、以交流电源的任一相电压或对电容组充电后的电容电压作为电压源；(b)、控制上开关导通、以及控制下开关导通，以提供包含第一电感与第三电感的电流感测回路；(c)、获得流经第一电感的第一电流的大小与流经第三电感的第三电流的大小；以及(d)、比较第一电流与第三电流，判断第一电流与第三电流的电流检测机制是否正常。
[0010]通过所提出的单相与三相兼容的交流直流转换电路的输入电流检测方法，利用切换元件来实现输入单相电压与三相电压兼容，且可利用切换元件的状态改变，配合电路功率开关元件和既有的预充电电阻，即可产生电流回路以检查电流感测元件是否正常，因此无需增加额外元件，如此可节省电路成本与缩减电路尺寸，以及不需要额外增加电路元件，仅使用车载充电器内部电路功率开关元件搭配预充电电阻，且因检测回路包含预充电电阻，可以减少流经元件的电流应力。
[0011]为了能更进一步了解本专利技术为实现预定目的所采取的技术、手段及技术效果，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，相信本专利技术的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制者。
附图说明
[0012]图1：为本专利技术具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路的电路图。
[0013]图2：为本专利技术交流直流转换电路为单相充电时的切换元件状态的电路图。
[0014]图3：为本专利技术交流直流转换电路为三相充电时的切换元件状态的电路图。
[0015]图4：为本专利技术交流直流转换电路的相电压于正半周时对电容组充电的切换元件状态的电路图。
[0016]图5：为本专利技术交流直流转换电路的相电压于负半周时对电容组充电的切换元件状态的电路图。
[0017]图6：为本专利技术交流直流转换电路的电容组放电产生检测电流的切换元件状态的电路图。
[0018]图7：为本专利技术交流直流转换电路的相电压于正半周时切换元件驱动信号波形图。
[0019]图8、图9：为本专利技术交流直流转换电路的相电压于正半周时相应不同驱动信号控制的切换元件状态的电路图。
[0020]图10：为本专利技术交流直流转换电路的相电压于负半周时切换元件驱动信号波形
图。
[0021]图11、图12：为本专利技术交流直流转换电路的相电压于负半周时相应不同驱动信号控制的切换元件状态的电路图。
[0022]图13：为本专利技术单相与三相兼容的交流直流转换电路的输入电流检测方法的流程图。
[0023]附图标记说明：
[0024]S
AC
：交流侧
[0025]S
DC
：直流侧
[0026]V
L1N
：第一相电压
[0027]V
L2N
：第二相电压
[0028]V
L3N
：第三相电压
[0029]N
AC1
：第一交流节点
[0030]N
AC2
：第二交流节点
[0031]N
AC3
：第三交流节点
[0032]N：中性节点
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路，配置于一交流侧与一直流侧之间，该交流侧具有一三相电源，该交流直流转换电路包含：一第一电感、一第二电感，以及一第三电感；一开关桥臂组，包含：三组开关桥臂，各该开关桥臂包含串联的一上开关与一下开关；该等上开关与对应该等下开关的复数共接点分别通过该第一电感、该第二电感以及该第三电感耦接该三相电源；一第五切换元件，耦接于该三相电源的一第一相与对应一第三相的该开关桥臂的该共接点之间；一预充电电阻，耦接于该第一相与该第一电感之间；一电容组，并联耦接该开关桥臂组，以形成该直流侧；及一控制单元，控制该上开关与该下开关导通以提供包含该第一电感与该第三电感的一电流感测回路；及其中，该控制单元获得流经该第一电感的一第一电流的大小与流经该第三电感的一第三电流的大小，且根据该第一电流与该第三电流，判断该第一电流与该第三电流的电流检测机制是否正常。2.如权利要求1所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路，还包含：一第九切换元件，耦接于该第三电感与该三相电源的一中性节点之间。3.如权利要求1所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路，其中该三相电源的一第一相电压对该电容组充电以建立一电容电压。4.如权利要求3所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路，还包含：一第八切换元件，串联耦接该预充电电阻；其中该控制单元控制该第八切换元件与该第五切换元件导通，使该电容电压对该预充电电阻放电，进而该控制单元获得该第一电流的大小与该第三电流的大小。5.如权利要求3所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路，其中当该电容电压达到该第一相电压的峰值时，该电容电压对该预充电电阻放电。6.如权利要求1所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路，其中该等开关桥臂包含：一第一开关桥臂，包含耦接该第一电感的一第一开关与一第二开关；一第二开关桥臂，包含耦接该第二电感的一第三开关与一第四开关；及一第三开关桥臂，包含耦接该第三电感与该第五切换元件的一第五开关与一第六开关；其中该控制单元控制该第五切换元件导通以及控制该第一开关与该第六开关导通，以提供该电流感测回路。7.如权利要求1所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路，还包含：一二极管桥臂，并联耦接该开关桥臂组；
一第六切换元件，耦接该二极管桥臂；及一第七切换元件，耦接该第六切换元件与该三相电源的一中性节点。8.如权利要求1所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路，其中该控制单元根据该第一电流与该第三电流的一电流差值，或者比较该第一电流与该第三电流的一算术平均值与一预设参考电流值，判断该第一电流与该第三电流的电流检测机制是否正常。9.如权利要求2所述的具输入电流检测的单相与三相兼容的交流直流转换电路，还包含：一第八切换元件，串联耦接该预充电电阻；其中该三相电源的一第一相电压经由该预充电电阻供电，该控制单元控制该第八切换元件与该第九切换元件导通，使该控制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政德，陈念慈，庄志远，薛正豪，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：