[发明专利]一种电源变换器、充电机、充电系统及方法

说明书

本申请公开了一种电源变换器、充电机、充电系统及方法，该电源变换器包括：功率因数校正PFC电路、直流母线电容、功率变换电路和控制器；PFC电路的第一端用于连接交流电，PFC电路的第二端用于连接功率变换电路的第一端，直流母线电容并联在PFC电路的第二端；功率变换电路，用于在控制器的控制下将设备提供的电能转换后给直流母线电容充电；控制器，用于在PFC电路的第一端接通交流电之前控制功率变换电路将设备提供的电能转换后给直流母线电容充电。该电源变换器无需额外增加预充电路等硬件设备，减小了电源变换器的体积以及降低了电源变换器的生产成本。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电源变换器、充电机、充电系统及方法。

背景技术

如图1所示，电源变换器如果输入是交流电，输出是直流电，则一般包括前级的电磁干扰滤波(EMC，Electro Magnetic Compatibility)电路100、功率因数校正(PFC，PowerFactor Correction)电路200、直流母线电容C、直流-直流(DC-DC)电路300。如图2所示，电源变换器如果输入是交流电，输出是交流电，则与图1的区别是最后一级电路是直流-交流(DC-AC)电路400，而不是DC-DC电路300。

对于图1和图2，当电源变换器的输入端接入交流电时，交流电直接接入到直流母线电容C上，此时产生很大的冲击电流导致各个电路中器件的损坏，因此，为了防止冲击电流太大，需要控制直流母线电容的电压缓慢升高。当母线电容电压升高后，再进行正常电源变换的工作，进而保证各个电路中器件的安全性。

为了解决以上问题，现有技术中在PFC电路200之前增加预充电路500，参见图3，当电源变换器的输入端接入交流电时，控制继电器K断开，此时通过软起电阻R为直流母线电容C充电，当C上的电压充到一定值后，再闭合继电器K，才开始电源变换。

但是，该技术方案的缺点是需要在PFC电路200之前增加预充电路500，额外增加了电源变换器的体积以及成本。

发明内容

为了解决以上的技术存在，本申请提供一种电源变换器、充电机、充电系统及方法，能够不增加电源变换器的体积和成本，便可以在交流电接通之前，给直流母线电容充电。

第一方面，本申请提供了一种电源变换器，包括：功率因数校正PFC电路、直流母线电容、功率变换电路和控制器；PFC电路的第一端用于连接交流电，PFC电路的第二端用于连接功率变换电路的第一端，直流母线电容并联在PFC电路的第二端；功率变换电路，用于在控制器的控制下将PFC电路输出的直流电进行变换后输出给设备，还用于在控制器的控制下将设备提供的电能转换后给直流母线电容充电；控制器，用于在PFC电路的第一端接通交流电之前控制功率变换电路将设备提供的电能转换后给直流母线电容充电；还用于当直流母线电容的电压达到预设电压时，控制PFC电路的第一端与交流电接通，以使功率变换电路将PFC电路输出的直流电进行变换后输出给设备。

该电源变换器并没有增加新的硬件，该电源变换器包括PFC电路、直流母线电容、功率变换电路和控制器。在交流电与PFC电路接通之前，控制器控制功率变换电路将设备提供的电能转换后给直流母线电容充电，当直流母线电容的电压达到预设电压时，控制PFC电路的第一端与交流电接通。从而避免将交流电直接接入到直流母线电容C上产生较大的冲击电流，对PFC电路中的器件造成损坏。该电源变换器利用已有的硬件，通过控制器控制来实现给直流母线电容预充电，无需额外增加预充电路等硬件设备，减小了电源变换器的体积以及降低了电源变换器的生产成本。

优选地，功率变换电路包括：直流-直流DC-DC电路；DC-DC电路的第一端用于连接PFC电路的第二端，DC-DC电路的第二端用于连接设备。