专利名称：一种充电开关装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种充电开关装置，属电动汽车充电开关设备技术领域。
背景技术：
充电桩是电动汽车的加油站，充电桩的充电开关的损耗及充电效率，关系到电动汽车能否快速高效地得到能量补充，直接影响节能环保电动汽车的普及和推广应用。传统充电开关因设计不尽合理，采用续流二级管元件的热损耗大，导致充电时间长、效率低，充电设备发热，严重时甚至会烧毁充电装置。
发明内容本实用新型的目的在于，提供一种采用MOS管组成同步降压电路，充电快速高效， 开关损耗小，工作安全稳定，结构简单，制作方便，解决现有技术采用续流二级管元件的热损耗大、充电时间长、效率低导致充电设备发热、严重时甚至烧毁充电设备问题的充电开关
直ο本实用新型是通过如下技术方案来实现上述目的的该充电开关装置由控制器、电流检测电路、电压检测电路、同步降压电路构成，其特征在于控制器输入端与电源输入端、电压检测电路的输出端并联连接，控制器的输出端分别连接两个同步降压电路的输入端；同步降压电路的输出端与两路电流检测电路的输入端、负载的输入端并联连接；两路电流检测电路的输出端分别与控制器连接；电压检测电路的输入端与电源输出端连接；电压检测电路的输出端与控制器输入端连接；同步降压电路由主开关管Tl、续流开关管T2组成，主开关管Tl和续流开关管T2的栅极G均与控制器连接，主开关管Tl的源极S、电感L、续流开关管T2的漏极D三端连接在一起，续流开关管 T2的源极S接地，主开关管Tl的漏极D并联连接电容Cl、输入端，电感L并联连接电容C2、 输出端。本实用新型与现有技术相比的有益效果在于该充电开关装置采用由MOS管组成的同步降压电路，替代普通续流二极管，通过控制器控制MOS管的脉冲信号宽度，使MOS管交替导通、关断，利用电感的反向感应电势，实现软开关，解决了现有技术热损耗大、充电时间长、效率低的问题，有效降低了开关管的损耗，提高了充电效率，缩短了充电时间，电路结构简单，制作安装方便，工作稳定可靠，非常适合装配在电动汽车充电柱上使用。
图1为一种充电开关装置的工作原理图；图2为一种充电开关装置的同步降压电路的工作原理图；图3为一种充电开关装置的同步降压电路的工作波形图。
具体实施方式
该充电开关装置由控制器、电流检测电路、电压检测电路、同步降压电路构成，控制器输入端与电源输入端、电压检测电路的输出端并联连接，控制器的输出端分别连接两个同步降压电路的输入端；同步降压电路的输出端与两路电流检测电路的输入端、负载的输入端并联连接；两路电流检测电路的输出端分别与控制器连接；电压检测电路的输入端与电源输出端连接；电压检测电路的输出端与控制器输入端连接；同步降压电路由主开关管Tl、续流开关管T2组成，主开关管Tl和续流开关管T2的栅极G均与控制器连接，主开关管Tl的源极S、电感L、续流开关管T2的漏极D三端连接在一起，续流开关管T2的源极 S接地，主开关管Tl的漏极D并联连接电容Cl、输入端，电感L并联连接电容C2、输出端。主开关管Tl、续流开关管T2的漏极D和源极S之间跨接的电容C和二极管d为结电容和寄生二极管。工作时，电压检测电路检测到负载两端电压Uy，并与给定值to进行比较，得到比较电压Δ u送至控制器，控制器调整PWM即控制脉冲的宽度，使输出电压稳定在给定值to。 同理，两路电流检测电路分别检测到两个同步降压电路的输出电流Il和输出电流12，然后分别与设定值Irl和Ir2进行比较，分别得到比较电流Δ Il和比较电流Δ 12，送至控制器， 通过控制器分别调整两个同步降压电路的PWMl和PWM2，使输出电流保持在设定值。两个同步降压电路的电路结构完全相同，可互换使用。同步降压电路的工作过程如下Vpl和Q1分别为主开关管Tl上的栅极G和漏极D的电压；^2和分别为续流开关管T2的栅极G和漏极D的电压；当控制器脉冲电压到来时1、阶段1 (tl t2)，主开关管Tl的栅极G为高电平，Tl导通，续流开关管T2的栅极G为低电平，T2关断。电感L上的电流呈线性增加。在t2时刻，主开关管Tl关断，该阶段结束。2、阶段2 (t2、3)，主开关管Tl关断后，续流开关管T2的漏极D电压近似线性下降，直至T2的漏极D电压下降为零，T2的寄生二极管d导通，将T2的漏源电压保持在零电压状态，该阶段结束。3、阶段3 (t3、4)，这时续流开关管T2的栅源电压变为高电平，续流开关管T2零电压开通，电感L的反向电流流过T2，开关损耗减小。通过控制器调节脉冲信号宽度，以控制主开关管Tl和续流开关管T2的栅极G的电平高低，使主开关管Tl、续流开关管T2交替导通、关断，在Tl、T2通断瞬间，实现了续流开关管T2的软开关，减小了开关损耗。所用MOS管可采用N沟道、P沟道所有型号的MOS管。所用控制器可采用ARM系列、DSPIC系列控制器。因为汽车蓄电池电压较低，故一般采用降压电路的结构。该充电开关装置采用MOS 管取代传统的续流二极管，组成同步降压电路，有效降低了损耗。控制器通过改变加在主开关管Tl和续流开关管T2上的PWM信号的占空比，即控制脉冲的宽度，同时利用蓄能电感L 的反向电势实现软开关技术，有效降低电路中开关管的损耗，减少充电时间，提高了充电速度和效率(参见附图1、2、3)。
权利要求1. 一种充电开关装置，它由控制器、电流检测电路、电压检测电路、同步降压电路构成，其特征在于控制器输入端与电源输入端、电压检测电路的输出端并联连接，控制器的输出端分别连接两个同步降压电路的输入端；同步降压电路的输出端与两路电流检测电路的输入端、负载的输入端并联连接；两路电流检测电路的输出端分别与控制器连接；电压检测电路的输入端与电源输出端连接；电压检测电路的输出端与控制器输入端连接；同步降压电路由主开关管Tl、续流开关管T2组成，主开关管Tl和续流开关管T2的栅极G均与控制器连接，主开关管Tl的源极S、电感L、续流开关管T2的漏极D三端连接在一起，续流开关管T2的源极S接地，主开关管Tl的漏极D并联连接电容Cl、输入端，电感L并联连接电容C2、输出端。
专利摘要本实用新型涉及一种充电开关装置，属电动汽车充电开关设备技术领域。它由控制器、电流检测电路、电压检测电路、同步降压电路构成，其特点是控制器输入端与电源输入端、电压检测电路的输出端并联连接，控制器的输出端分别连接同步降压电路的输入端；同步降压电路的输出端与两路电流检测电路的输入端、负载的输入端并联连接；同步降压电路由两个MOS管组成，两管的栅极均与控制器连接，实现了软开关，有效降低了开关管的损耗，减少充电时间，提高了充电速度和效率。非常适合装配在电动汽车充电柱上使用。
文档编号G05F1/56GK202331249SQ201120424650
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者叶刚, 吴洪涛, 张鹰峰, 李永全, 杜国锋, 童学军, 赵广峰, 邱建军, 郭麦成 申请人:湖北紫电电气设备有限公司, 长江大学