[发明专利]PWM电动车充电电源和基于PWM充电电源的充电站

说明书

技术领域

本发明涉及电动车直流充电电源及其充电站，尤其是PWM电动车充电电源和基于PWM充电电源的充电站。

背景技术

现有电动车的充电电源大多数基于普通开关电源类，这类充电电源，需要增加有源PFC电路，用以改善功率因数和解决EMC问题；现有的电动车充电站的直流充电电源都是基于这类充电电源。

发明内容

本发明目的是：提出一种基于PWM整流技术的电动车充电电源，其网侧入网电流为正弦波，网侧功率因数高、谐波低和转换效率高等优异性能，同时具有动态响应快和可逆等其他电动车充电电源无法具备的优点；同时基于PWM整流技术和变压器有载调压技术相结合的电动车充电电源的充电站。

本发明的PWM电动车充电电源是这样实现的：PWM电动车充电电源由全控功率器件构成的单相H桥或三相半桥或三相四桥臂或三相全桥型PWM整流功率单元，功率驱动电路单元，网侧电压和电流取样和调理单元，直流输出侧电压和电流信号取样和调理单元，DSP控制单元组成；网侧电压和电流的取样信号，输出电压和电流取样信号，经调理单元分别与DSP控制单元相连接；DSP控制单元输出的驱动信号，经驱动电路隔离和变换与功率单元相连接；其电网电源通过网侧电感与PWM电动车直流充电电源的输入端相连接；PWM电动车充电电源的工作过程基于DSP控制单元的PWM整流算法软件。

本发明中：其直流输出可以直接和负载连接，或在其输出和负载的回路中，串接有IGBT斩波电路，通过斩波控制信号控制斩波管IGBT的输出脉宽，实现输出电压或电流的控制。

本发明中：PWM电动车充电电源的功率电路单元的功率器件为全控器件构成。

本发明中：PWM电动车充电电源的DSP控制单元的软件中包含有PWM整流算法子程序，通过对PWM整流单元功率器件的控制，实现PWM整流输出；DSP控制单元的软件中有对整流输出的电压或电流参数的调节和控制子程序；DSP控制单元的软件中有PWM整流的可逆控制子程序，把充电储能介质反向放电时的能量回馈电网；DSP控制单元中有对PWM整流功率单元的功率器件的保护和被充电储能介质保护子程序；DSP控制单元的软件中有电路参数采集和调理控制子程序；DSP控制单元的软件中有多个PWM电动车充电电源并联或串联输出控制子程序；DSP控制单元的软件中有用户界面外设单元和外置通讯接口的子程序。

本发明的电动车充电站是这样实现的：电动车充电站主要有高低压电气单元和PWM电动车充电电源单元组成；高低压电气单元由计量、高低压开关、保护和控制电路、电力变压器TRF及有载调压控制单元构成；PWM电动车充电电源单元为本发明所涉及的一个或多个PWM电动车直流充电电源所构成；高低压电气单元的输入端与电网连接，电气单元中电力变压器的输出端与一个或多个PWM电动车充电电源的输入端相连接；PWM电动车充电电源输出端通过专用连接头与电动车充电对应的专用连接头对接。

本发明中：有电动车交流充电装置，其为电力变压器输出侧的一个或多个输出端连接有专用连接头输出接头，该接头可以与电动车车载交流充电装置的电源输入端的对应专用接头对接。

本发明中：电力变压器为有载调压电力变压器，有载调压控制单元由有载调压切换开关TOC、低压电压测量单元LVC和有载调压控制单元TY组成；通过有载调压，确保电力变压器的输出侧电压稳定。

本发明中：电力变压器的有载调压切换开关COT为机械开关或电子功率器件构成的开关。

本发明中：其变压器为多输出绕组电力变压器。

本发明中：其变压器为多脉波移相电力变压器。

本发明的优点在于：1、PWM电动车直流充电电源功率因数高，谐波小和响应速度快；2、PWM电动车直流充电电源具有双向特性，适用于各种储能介质的充电策略控制；3、多绕组变压器可满足不同电压和电气隔离；多脉移相变压器和PWM直流整流电源，进一步改善功率因素和EMC；4、充电快速和更加节能。

附图说明

图1是PWM电动车充电电源的原理框图；

图2是PWM电动车充电电源的IGBT全桥结构的功率单元；

图3是PWM电动车充电电源的IGBT半桥结构的功率单元；

图4是PWM电动车充电电源输出电压从零起调的原理图；

图5是基于PWM电动车充电电源的充电站原理框图；