一种双向充电器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种双向充电器，包括：交流输入端、双向换流电路、控制电路、充电开关、直流输入/输出端、交流输出端、放电开关；其中，所述控制电路用于在接收到充电信号时控制所述充电开关闭合、控制所述放电开关断开，并向所述双向换流电路发出第一控制信号，以使所述交流输入端通过所述双向换流电路对所述直流输入/输出端进行充电；所述控制电路还用于在接收到的放电信号时控制所述放电开关闭合、控制所述充电开关断开，并向所述双向换流电路发出第二控制信号，以使所述输入/输出端通过所述双向换流电路对所述交流输出端进行放电。本实用新型提供的双向充电器可以实现双向充电，其既可以由充电桩给电池充电，也可以由电池给负载供电。
【专利说明】—种双向充电器
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电器控制领域。具体地说涉及一种双向充电器。
【背景技术】
[0002]充电电路是将交流输入转换为直流输出的电路，充电电路可以根据充电对象的需要的来调整其直流输出的值，现有的充电电路中通常包括整流桥、PFC电路的开关管、DC/DC变换器的开关管及隔离后的换流电路等器件，先利用整流桥将输入的交流电变为直流电，然后再通过换流电路根据驱动信号将直流电转换为适合充电对象使用的直流电，该换流电路由多个换流桥组成，其作用是进行DC/DC变换。
[0003]现有的充电器只能实现利用外接的交流电源对电池进行充电，而不能实现利用电池储存的电能对外输出交流电。
实用新型内容
[0004]为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种双向充电器，既能对电池进行充电，也可以将电池直流电转为交流电，供交流负载使用。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下方案:
[0006]本实用新型提供一种双向充电器，包括:交流输入端、双向换流电路、控制电路、充电开关、直流输入/输出端、交流输出端、放电开关；
[0007]其中，所述控制电路分别与所述充电开关、放电开关、双向换流电路连接；所述交流输入端通过所述充电开关与所述双向换流电路连接，所述双向换流电路通过所述放电开关与所述交流输出端连接；
[0008]所述双向换流电路与所述直流输入/输出端连接；
[0009]所述控制电路用于在接收到充电信号时控制所述充电开关闭合及控制所述放电开关断开，并向所述双向换流电路发出第一控制信号，以使所述交流输入端通过所述双向换流电路对所述直流输入/输出端进行充电；
[0010]所述控制电路还用于在接收到放电信号时控制所述放电开关闭合及控制所述充电开关断开，并向所述双向换流电路发出第二控制信号，以使所述直流输入/输出端通过所述双向换流电路对所述交流输出端进行放电。
[0011]上述的双向充电器，所述双向换流电路包括:第一电容器、第二电容器、电感器；所述双向换流电路还包括第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管组成的桥式电路，其中所述第一功率管的源极与所述第二功率管的漏极相连作为桥式电路的第一端，所述第三功率管的源极与所述第四功率管的漏极相连作为桥式电路的第二端，所述第一功率管的漏极与所述第三功率管的漏极相连作为桥式电路的第三端，所述第二功率管的源极与所述第四功率管的源极相连作为桥式电路的第四端；
[0012]所述第一电容器的第一端与所述桥式电路的第一端相连、所述第一电容器的第二端与所述桥式电路的第二端相连，所述电感器连接在所述第一电容器的第一端与所述桥式电路的第一端之间，所述第二电容器的第一端与所述桥式电路的第三端相连，所述第二电容器的第二端与所述桥式电路的第四端相连。
[0013]上述的双向充电器,所述控制电路发出的第一控制信号包括:第一充电调制信号和第二充电调制信号；
[0014]所述控制电路发出的第二控制信号包括:第一放电调制信号和第二放电调制信号;
[0015]所述第一功率管的栅极和所述第四功率管的栅极用于接收所述第一充电调制信号或第一放电调制信号，所述第二功率管的栅极和所述第三功率管的栅极用于接收所述第二充电调制信号或第二放电调制信号。
[0016]上述的双向充电器，还包括:预充开关、电阻器；所述预充开关与所述电阻器串联后与所述充电开关并联。
[0017]上述的双向充电器，所述第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管是N沟道的MOS管。
[0018]本实用新型提供上述技术方案与现有技术相比至少具有以下优点:
[0019]本实用新型提供的双向充电器可以根据控制电路接收的充电信号实现对直流输出端连接的电池进行充电，并且可以根据控制电路接收的放电信号实现对外输出交流电信号。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0021]图1是实施例一提供的双向充电器的结构示意图；
[0022]图2是实施例二提供的双向充电器的电路连接图；
[0023]图3是实施例二提供的双向充电器中预充开关与充电开关的连接图。
【具体实施方式】
[0024]实施例一
[0025]本实施例提供一种双向充电器，如图1所示，该双向充电器包括:交流输入端11、双向换流电路12、控制电路13、充电开关14、直流输入/输出端15、交流输出端16、放电开关17。
[0026]其中，所述控制电路13分别与所述充电开关14、放电开关17、双向换流电路12连接；所述交流输入端11通过所述充电开关14与所述换流电路连接，所述双向换流电路12通过所述放电开关17与所述交流输出端16连接；
[0027]所述双向换流电路12与所述直流输入/输出端15连接。所述控制电路13用于在接收到充电信号131时控制所述充电开关14闭合及控制所述放电开关17断开，并向所述双向换流电路12发出第一控制信号，以使所述交流输入端11通过所述双向换流电路12对所述直流输入/输出端15进行充电。所述控制电路13还用于在接收到放电信号132时控制所述放电开关17闭合及控制所述充电开关14断开，并向所述双向换流电路12发出第二控制信号，以使所述直流输入/输出端通过所述双向换流电路12对所述交流输出端16进行放电。
[0028]交流输入端11用于外接交流电源，交流输出端16用于外接交流负载，直流输入/输出端15用于外接充电电池。本实用新型提供的双向充电器可以应用在电动汽车上，电动汽车的车载电池可以与所述直流输入/输出端15连接，为汽车充电的充电桩可以与所述交流输入端11相连，交流输出端16可以连接其他交流负载。
[0029]控制电路13接收的充电信号131和放电信号132是外界根据需要输入的信号，例如当交流输入端11与充电桩连接即需要对电池进行充电时，外界会向控制电路13发送充电信号131 ;但交流输出端16与其他交流负载连接即需要使用电池作为电源对外放电时，外界会向控制电路13发送放电信号132。所述控制电路13向所述双向换流电路12发出的第一和第二控制信号通常是脉冲宽度调制信号，双向换流电路12可以在第一和第二控制信号的控制下实现交流变直流或直流变交流的功能。充电时该电路根据第一控制信号将外接交流电源输入的交流电转换为直流电(半波)，提供给直流输入/输出端15连接的电池进行充电；放电时该电路根据第二控制信号将电池输出的直流电转换为交流电，提供给交流输出端16连接的交流负载使用。
[0030]本实施例提供的双向充电器可以根据其要实现的充电或者放电的功能，使控制电路13对双向换流电路12以及充电开关14和放电开关17进行控制，实现了对电池充电以及利用电池对外输出交流电的目的。
[0031]实施例二
[0032]在上述实施例的基础上，本实施例提供一种双向充电器，如图2所示，其中的双向换流电路12包括:第一电容器125、第二电容器127、电感器126，所述双向换流电路12还包括第一功率管121、第二功率管122、第三功率管123、第四功率管124组成的桥式电路，其中所述第一功率管121的源极与所述第二功率管122的漏极相连作为桥式电路的第一端，所述第三功率管123的源极与所述第四功率管124的漏极相连作为桥式电路的第二端，所述第一功率管121的漏极与所述第三功率管123的漏极相连作为桥式电路的第三端，所述第二功率管122的源极与所述第四功率管124的源极相连作为桥式电路的第四端。
[0033]所述第一电容器125的第一端与所述桥式电路的第一端相连、所述第一电容器125的第二端与所述桥式电路的第二端相连，所述电感器126连接在所述第一电容器125的第一端与所述桥式电路的第一端之间，所述第二电容器127的第一端与所述桥式电路的第三端相连、所述第二电容器127的第二端与所述桥式电路的第四端相连。
[0034]进一步地，所述控制电路13发出的第一控制信号包括:第一充电调制信号和第二充电调制信号。所述控制电路13发出的第二控制信号包括:第一放电调制信号和第二放电调制信号。
[0035]所述第一功率管121的栅极和所述第四功率管124的栅极用于接收所述第一充电调制信号或第一放电调制信号，所述第二功率管122的栅极和所述第三功率管123的栅极用于接收所述第二充电调制信号或第二放电调制信号。
[0036]本实施例提供了一种具体的双向换流电路结构。充电时，该双向换流电路中的四个功率管接收两组调制信号，即第一充电调制信号(PWMA)和第二充电调制信号(PWMB)，使双向换流电路12将输入的交流电转换为直流电；放电时，该双向换流电路中的四个功率管接收另外两组调制信号，即第一放电调制信号(PWMA)和第二放电调制信号(PWMB)，使双向换流电路12将输入的直流电转换为交流电。
[0037]优选地，本实施例所述第一功率管121、第二功率管122、第三功率管123、第四功率管124是N沟道的MOS管。作为其他可选的实施方式，功率管还可以选择其他类型的MOS管或者晶体管。
[0038]进一步优选地，如图3所示，所述电路还包括:预充开关28、电阻器29。所述预充开关28与所述电阻器29串联后与所述充电开关14并联。
[0039]由于充电时，该双向充电器中的直流输出电压有最小限值，如果电池电压较低，会出现较大充电电流，超过电路所能承受的电流值。为解决该问题，在交流输入端11增加预充电阻器29，即当电池电压较低时，先吸合预充开关28，对电池进行小电流充电，当电池电压升高后，再闭合充电开关14，进行大电流充电，可以对电路起到有效的保护作用。
[0040]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种双向充电器，其特征在于，包括:交流输入端、双向换流电路、控制电路、充电开关、直流输入/输出端、交流输出端、放电开关； 其中，所述控制电路分别与所述充电开关、放电开关、双向换流电路连接；所述交流输入端通过所述充电开关与所述双向换流电路连接，所述双向换流电路通过所述放电开关与所述交流输出端连接； 所述双向换流电路与所述直流输入/输出端连接； 所述控制电路用于在接收到充电信号时控制所述充电开关闭合及控制所述放电开关断开，并向所述双向换流电路发出第一控制信号，以使所述交流输入端通过所述双向换流电路对所述直流输入/输出端进行充电； 所述控制电路还用于在接收到放电信号时控制所述放电开关闭合及控制所述充电开关断开，并向所述双向换流电路发出第二控制信号，以使所述直流输入/输出端通过所述双向换流电路对所述交流输出端进行放电。
2.根据权利要求1所述的双向充电器，其特征在于: 所述双向换流电路包括:第一电容器、第二电容器、电感器；所述双向换流电路还包括第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管组成的桥式电路，其中所述第一功率管的源极与所述第二功率管的漏极相连作为桥式电路的第一端，所述第三功率管的源极与所述第四功率管的漏极相连作为桥式电路的第二端，所述第一功率管的漏极与所述第三功率管的漏极相连作为桥式电路的第三端，所述第二功率管的源极与所述第四功率管的源极相连作为桥式电路的第四端； 所述第一电容器的第一端与所述桥式电路的第一端相连、所述第一电容器的第二端与所述桥式电路的第二端相连，所述电感器连接在所述第一电容器的第一端与所述桥式电路的第一端之间，所述第二电容器的第一端与所述桥式电路的第三端相连，所述第二电容器的第二端与所述桥式电路的第四端相连。
3.根据权利要求2所述的双向充电器，其特征在于: 所述控制电路发出的第一控制信号包括:第一充电调制信号和第二充电调制信号； 所述控制电路发出的第二控制信号包括:第一放电调制信号和第二放电调制信号； 所述第一功率管的栅极和所述第四功率管的栅极用于接收所述第一充电调制信号或第一放电调制信号，所述第二功率管的栅极和所述第三功率管的栅极用于接收所述第二充电调制信号或第二放电调制信号。
4.根据权利要求1-3任一项所述的双向充电器，其特征在于，还包括:预充开关、电阻器； 所述预充开关与所述电阻器串联后与所述充电开关并联。
5.根据权利要求2或3所述的双向充电器，其特征在于，所述第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管是N沟道的MOS管。
【文档编号】H02J7/10GK204103532SQ201420432558
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】刘玉梅, 滕景翠, 杨仕青 申请人:比亚迪股份有限公司