交直流双输入电路的制作方法

本实用新型属于电源领域，尤其涉及一种交直流双输入电路。

背景技术：

电动化汽车是未来发展的必然趋势,而发展新能源汽车被世界主要生产国普遍确立为提高汽车产业竞争力、保障能源安全和转型低碳经济的重要途径。在电动汽车的发展背景下，研究电动汽车移动补电车的电源转换系统用于补电车上，补电车的大规模使用有利于实现针对电动汽车的救援，减少由于电动汽车故障导致的交通堵塞，无充电桩区域的电动汽车补电，提升电动汽车整体运行的经济效益和社会效益。在目前的新能源汽车充电行业，直流充电桩主要使用交流充电模块，而缺少可以同时兼任交流输入、直流输入的充电模块。

技术实现要素：

本实用新型实施例提出一种交直流双输入电路，旨在兼容交流输入源和直流输入源以输出直流源。

本实用新型提出一种交直流双输入电路，用于连接在输入电源和负载之间，所述交直流双输入电路包括：依次相连的保险电路、防雷电路、电磁兼容电路以及Vienna电路，其中，所述保险电路的输入端作为所述交直流双输入电路的输入端，用于连接至所述输入电源，所述Vienna电路的输出端作为所述交直流双输入电路的输出端，用于与负载相连以将所述输入电源的三相交流电源或直流电源转换为直流输出而为所述负载供电。

其进一步技术方案为，所述交直流双输入电路还包括软启电路，所述软启电路的输入端和输出端分别连接至所述保险电路的输出端和所述防雷电路的输入端，所述软启电路包括软启电阻和继电器，所述软启电阻和继电器并联，所述继电器用于根据所述输入电源的开启或关闭而闭合或断开。

其进一步技术方案为，所述Vienna电路包括第一电感、第二电感、第三电感、第一整流桥、第二整流桥、第三整流桥、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一直流母线电容以及第二直流母线电容；

其中，所述第一直流母线电容的阳极连接至所述交直流双输入电路的输出端的正极，所述第一直流母线电容的阴极连接至所述交直流双输入电路的输出端的负极，所述第一直流母线电容的阴极与所述第二直流母线电容的阳极相连，该连接点为第一中性点；

所述第一整流桥的第一交流输入端连接至所述第一电感的输出端，所述第二整流桥的第二交流输入端连接至所述第一中性点，所述第一整流桥的正向直流输出端连接至所述第一开关管的输入端，所述第一整流桥的负向直流输出端连接至所述第一开关管的输出端，所述第一二极管的正极连接至所述第一开关管的输入端，所述第一二极管的负极连接至所述交直流双输入电路的输出端的正极，所述第二二极管的负极连接至所述第一开关管的输出端，所述第二二极管的正极连接至所述交直流双输入电路的输出端的负极；

所述第二整流桥的第一交流输入端连接至所述第二电感的输出端，所述第二整流桥的第二交流输入端连接至所述第一中性点，所述第二整流桥的正向直流输出端连接至所述第二开关管的输入端，所述第二整流桥的负向直流输出端连接至所述第二开关管的输出端，所述第三二极管的正极连接至所述第二开关管的输入端，所述第三二极管的负极连接至所述交直流双输入电路的输出端的正极，所述第四二极管的负极连接至所述第二开关管的输出端，所述第四二极管的正极连接至所述交直流双输入电路的输出端的负极；

所述第三整流桥的第一交流输入端连接至所述第三电感的输出端，所述第三整流桥的第二交流输入端连接至所述第一中性点，所述第三整流桥的正向直流输出端连接至所述第三开关管的输入端，所述第三整流桥的负向直流输出端连接至所述第三开关管的输出端，所述第五二极管的正极连接至所述第三开关管的输入端，所述第五二极管的负极连接至所述交直流双输入电路的输出端的正极，所述第六二极管的负极连接至所述第三开关管的输出端，所述第六二极管的负极连接至所述交直流双输入电路的输出端的负极；

当所述输入电源为三相交流电源时，所述第一电感的输入端连接至所述三相交流电源的第一相，所述第二电感的输入端连接至所述三相交流电源的第二相，所述第三电感的输入端连接至所述三相交流电源的第三相；

当所述输入电源为直流电源时，所述第二电感的输入端连接至所述直流电源的负极，所述第三电感的输入端连接至所述直流电源的正极。

其进一步技术方案为，所述Vienna电路包括第四电感、第五电感、第六电感、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管、第十二二极管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第三直流母线电容以及第四直流母线电容；

其中，所述第三直流母线电容的阳极连接至所述交直流双输入电路的输出端的正极，所述第四直流母线电容的阴极连接至所述交直流双输入电路的输出端的负极，所述第三直流母线电容的阴极与所述第四直流母线电容的阳极相连，该连接点为第二中性点；

所述第七二极管的负极连接至所述第四电感的输出端，所述第七二极管的正极连接至所述交直流双输入电路的输出端的负极，所述第八二极管的正极连接至所述第四电感的输出端，所述第八二极管的负极连接至所述交直流双输入电路的输出端的正极，所述第四开关管的输出端连接至所述第四电感的输出端，所述第四开关管的输入端连接至所述第五开关管的输入端，所述第五开关管的输出端连接至所述第二中性点；

所述第九二极管的负极连接至所述第五电感的输出端，所述第九二极管的正极连接至所述交直流双输入电路的输出端的负极，所述第十二极管的正极连接至所述第五电感的输出端，所述第十二极管的负极连接至所述交直流双输入电路的输出端的正极，所述第六开关管的输出端连接至所述第五电感的输出端，所述第六开关管的输入端连接至所述第七开关管的输入端，所述第七开关管的输出端连接至所述第二中性点；

所述第十一二极管的负极连接至所述第六电感的输出端，所述第十一二极管的正极连接至所述交直流双输入电路的输出端的负极，所述第十二二极管的正极连接至所述第六电感的输出端，所述第十二二极管的负极连接至所述交直流双输入电路的输出端的正极，所述第八开关管的输出端连接至所述第六电感的输出端，所述第八开关管的输入端连接至所述第九开关管的输入端，所述第九开关管的输出端连接至所述第二中性点；

当所述输入电源为三相交流电源时，所述第四电感的输入端连接至所述三相交流电源的第一相，所述第五电感的输入端连接至所述三相交流电源的第二相，所述第六电感的输入端连接至所述三相交流电源的第三相；

当所述输入电源为直流电源时，所述第五电感的输入端连接至所述直流电源的负极，所述第六电感的输入端连接至所述直流电源的正极。

其进一步技术方案为，所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管均为P型MOS管，该P型MOS管的漏极作为开关管的输入端，其源极作为开关管的输出端，其栅极作为开关管的控制端。

其进一步技术方案为，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管以及第六二极管均为续流二极管。

其进一步技术方案为，所述第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管以及第九开关管均为P型MOS管，该P型MOS管的漏极作为开关管的输入端，其源极作为开关管的输出端，其栅极作为开关管的控制端。

其进一步技术方案为，所述第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管以及第十二二极管均为续流二极管。

本实用新型提供的一种交直流双输入电路，用于连接在输入电源和负载之间，所述交直流双输入电路包括：依次相连的保险电路、防雷电路、电磁兼容电路以及Vienna电路，其中，所述保险电路的输入端作为所述交直流双输入电路的输入端，用于连接至所述输入电源，所述Vienna电路的输出端作为所述交直流双输入电路的输出端，用于与与负载相连以将所述输入电源的三相交流电源或直流电源转换为直流输出而为所述负载供电。采用本实用新型实施例的交直流双输入电路，实现了兼容交流输入源和直流输入源以输出直流源的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提出的交直流双输入电路的方框原理图；

图2是本实用新型另一实施例提出的交直流双输入电路的方框原理图；

图3是图2所示的交直流双输入电路的一具体电路图；

图4是图3所示的交直流双输入电路当输入电源为三相交流电源时的等效电路图；

图5是图3所示的交直流双输入电路当输入电源为直流电源时的等效电路图；

图6是图2所示的交直流双输入电路的另一具体电路图；

图7是图6所示的交直流双输入电路当输入电源为三相交流电源时的等效电路图；

图8是图6所示的交直流双输入电路当输入电源为直流电源时的等效电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1，本实用新型实施例提出的交直流双输入电路的方框原理图。如图所示，本实用新型提出一种交直流双输入电路10，用于连接在输入电源和负载之间，所述交直流双输入电路10包括：依次相连的保险电路12、防雷电路13、电磁兼容电路14以及Vienna电路15，其中，所述保险电路12的输入端作为所述交直流双输入电路10的输入端11，用于连接至所述输入电源，所述Vienna电路15的输出端作为所述交直流双输入电路10的输出端16，用于与负载相连以将所述输入电源的三相交流电源或直流电源转换为直流输出而为所述负载供电。

本实用新型的交直流双输入电路10，应用于输入电源和负载之间。其中，所述输入电源可以是三相交流电源或直流电源，而所述负载可以为电池，即利用三相交流电源或直流电源对电池进行充电。Vienna电路15具有三个输入端口，当所述输入电源为三相交流电源时，Vienna电路15的三个输入端口分别与三相交流电源的三相输出源相连，以实现将三相交流电源转化为直流电源；而当所述输入电源为直流电源时，Vienna电路15的三个输入端口中的任意两个输入端口分别与直流电源的正负极相连，以实现将输入的直流电源传输至输出端。所述保险电路12用于电流异常升高至一定的高度和热度的时候，自身熔断以切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。所述防雷电路13用于保护电路中的设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏。所述电磁兼容电路14，一方面可使电路在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不超过一定的限值，另一方面对所在环境中存在的电磁干扰提供一定程度的抗扰度。

参见图2，其为本实用新型另一实施例提出的交直流双输入电路的方框原理图。如图所示，在某些实施例，例如本实施例中，所述交直流双输入电路10还包括软启电路17，所述软启电路17的输入端和输出端分别连接至所述保险电路12的输出端和所述防雷电路13的输入端，所述软启电路17包括软启电阻和继电器，所述软启电路和继电器并联，所述继电器用于根据所述输入电源的开启或关闭而闭合或断开。

参见图3，其为图2所示的交直流双输入电路的一具体电路图。如图3所示中的软启电路17，包括第一软启电阻R1、第二软启电阻R2、第一继电器K1以及第二继电器K2，所述第一软启电阻R1与第一继电器K1并联，所述第二软启电阻R2与第二继电器K2并联。当输入电源开启时，所述第一继电器K1和所述第二继电器K2设置为断开状态，此时，输入电源通过第一软启电阻R1和第二软启电阻R2给负载供电。交直流双输入电路10中存在有寄生电容，若电路中未设置有软启电路17，输入电源通过外部继电器的直接闭合给交直流双输入电路10供电时，外部继电器闭合瞬间所输入的电压直接连接至寄生电容上，输入电压给寄生电容充电的冲击电流非常大，过大的冲击电流对外部继电器的使用寿命存在影响，冲击电流越大，外部继电器的寿命就越短。在本实用新型的交直流双输入电路10中，设置了软起电路17，在输入电源开启时，第一继电器K1和第二继电器K2均为断开状态，此时，第一软启电阻R1和第二软启电阻R2可起到分压限流作用，避免了对寄生电容提供过大的输入电压，当寄生电容两端电压维持一定值时，调整第一继电器K1和第二继电器K2至闭合状态，第一软启电阻R1和第二软启电阻R2被短路，输入电流直接通过第一继电器K1和第二继电器K2给电路供电，因第一软启电阻R1和第二软启电阻R2被短路时，所导致寄生电容的电压或电流变化很小，冲击电流也为一较小值，从而避免了外部继电器因遭受过大的冲击电流而损坏。

如图3所示，在某些实施例，例如本实施例中，所述Vienna电路15包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一整流桥A1、第二整流桥A2、第三整流桥A3、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一直流母线电容C1以及第二直流母线电容C2；

其中，所述第一直流母线电容C1的阳极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的正极，所述第二直流母线电容C2的阴极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的负极，所述第一直流母线电容C1的阴极与所述第二直流母线电容C2的阳极相连，该连接点为第一中性点N1；

所述第一整流桥A1的第一交流输入端连接至所述第一电感L1的输出端，所述第一整流桥A1的第二交流输入端连接至所述第一中性点N1，所述第一整流桥A1的正向直流输出端连接至所述第一开关管Q1的输入端，所述第一整流桥A1的负向直流输出端连接至所述第一开关管Q1的输出端，所述第一二极管D1的正极连接至所述第一开关管Q1的输入端，所述第一二极管D1的负极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的正极，所述第二二极管D2的负极连接至所述第一开关管Q1的输出端，所述第二二极管D2的正极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的负极；

所述第二整流桥A2的第一交流输入端连接至所述第二电感L2的输出端，所述第二整流桥A2的第二交流输入端连接至所述第一中性点N1，所述第二整流桥A2的正向直流输出端连接至所述第二开关管Q2的输入端，所述第二整流桥A2的负向直流输出端连接至所述第二开关管Q2的输出端，所述第三二极管D3的正极连接至所述第二开关管Q2的输入端，所述第三二极管D3的负极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的正极，所述第四二极管D4的负极连接至所述第二开关管Q2的输出端，所述第四二极管D4的正极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的负极；

所述第三整流桥A3的第一交流输入端连接至所述第三电感L3的输出端，所述第三整流桥A3的第二交流输入端连接至所述第一中性点N1，所述第三整流桥A3的正向直流输出端连接至所述第三开关管Q3的输入端，所述第三整流桥A3的负向直流输出端连接至所述第三开关管Q3的输出端，所述第五二极管D5的正极连接至所述第三开关管Q3的输入端，所述第五二极管D5的负极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的正极，所述第六二极管D6的负极连接至所述第三开关管Q3的输出端，所述第六二极管D6的负极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的负极；

当所述输入电源为三相交流电源18时，所述第一电感L1的输入端连接至所述三相交流电源18的第一相，所述第二电感L2的输入端连接至所述三相交流电源18的第二相，所述第三电感L3的输入端连接至所述三相交流电源18的第三相；其等效电路图如图4所示。

当所述输入电源为直流电源19时，所述第二电感L2的输入端连接至所述直流电源19的负极，所述第三电感L3的输入端连接至所述直流电源19的正极。其等效电路图如图5所示。

如图4所示，当输入电源为三相交流电源18时，若第一相的电压为正，经过第一整流桥A1时，整流二极管D11和D14导通，整流二极管D12和D13截止，第二二极管D2截止，第一电感L1、第一开关管Q1、第一二极管D1以及第一直流母线电容C1构成了正向的有源PFC(Power Factor Correction，功率因数校正，简称PFC)Boost电路。而当第一相的电压为负时，经过第一整流桥A1时，整流二极管D12和D13导通，整流二极管D11和D14截止，第一二极管D1截止，第一电感L1、第一开关管Q1、第二二极管D2以及第二直流母线电容C2构成了负向的有源PFC Boost电路。

若第二相的电压为正，经过第二整流桥A2时，整流二极管D21和D24导通，整流二极管D22和D23截止，第四二极管D4截止，第二电感L2、第二开关管Q2、第三二极管D3以及第一直流母线电容C1构成了正向的有源PFC(Power Factor Correction，功率因数校正，简称PFC)Boost电路。而当第二相的电压为负时，经过第二整流桥A2时，整流二极管D22和D23导通，整流二极管D21和D24截止，第三二极管D3截止，第二电感L2、第二开关管Q2、第四二极管D4以及第二直流母线电容C2构成了负向的有源PFC Boost电路。

若第三相的电压为正，经过第三整流桥A3时，整流二极管D31和D34导通，整流二极管D32和D33截止，第六二极管D6截止，第三电感L3、第三开关管Q3、第五二极管D5以及第一直流母线电容C1构成了正向的有源PFC(Power Factor Correction，功率因数校正，简称PFC)Boost电路。而当第三相的电压为负时，经过第三整流桥A3时，整流二极管D32和D33导通，整流二极管D31和D34截止，第五二极管D5截止，第三电感L3、第三开关管Q3、第六二极管D6以及第二直流母线电容C2构成了负向的有源PFC Boost电路。

如图5所示，当输入电源为直流电源19时，所述直流电源19的正极经过第三电感L3的输入端后，第三整流桥A3的整流二极管D31和D34导通，整流二极管D32和D33截止，第六二极管D6截止，第三电感L3、第三开关管Q3、第五二极管D5以及第一直流母线电容C1构成了正向的Boost电路；所述直流电源19的负极经过第二电感L2的输入端后，第二整流桥A2的整流二极管D22和D23导通，整流二极管D21和D24截止，第三二极管D3截止，第二电感L2、第二开关管Q2、第四二极管D4以及第二直流母线电容C2构成了负向的Boost电路。

参见图6，其为图2所示的交直流双输入电路的另一具体电路图。如图所示，在某些实施例，例如本实施例中，所述Vienna电路15包括第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第十一二极管D11、第十二二极管D12、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8、第九开关管Q9、第三直流母线电容C3以及第四直流母线电容C4；

其中，所述第三直流母线电容C3的阳极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的正极，所述第四直流母线电容C4的阴极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的负极，所述第三直流母线电容C3的阴极与所述第四直流母线电容C4的阳极相连，该连接点为第二中性点N2；

所述第七二极管D7的负极连接至所述第四电感L4的输出端，所述第七二极管D7的正极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的负极，所述第八二极管D8的正极连接至所述第四电感L4的输出端，所述第八二极管D8的负极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的正极，所述第四开关管Q4的输出端连接至所述第四电感L4的输出端，所述第四开关管Q4的输入端连接至所述第五开关管Q5的输入端，所述第五开关管Q5的输出端连接至所述第二中性点N2；

所述第九二极管D9的负极连接至所述第五电感L5的输出端，所述第九二极管D9的正极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的负极，所述第十二极管D10的正极连接至所述第五电感L5的输出端，所述第十二极管D10的负极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的正极，所述第六开关管Q6的输出端连接至所述第五电感L5的输出端，所述第六开关管Q6的输入端连接至所述第七开关管Q7的输入端，所述第七开关管Q7的输出端连接至所述第二中性点N2；

所述第十一二极管D11的负极连接至所述第六电感L6的输出端，所述第十一二极管D11的正极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的负极，所述第十二二极管D12的正极连接至所述第六电感L6的输出端，所述第十二二极管D12的负极连接至所述交直流双输入电路10的输出端16的正极，所述第八开关管Q8的输出端连接至所述第六电感L6的输出端，所述第八开关管Q8的输入端连接至所述第九开关管Q9的输入端，所述第九开关管Q9的输出端连接至所述第二中性点N2；

当所述输入电源为三相交流电源18时，所述第四电感L4的输入端连接至所述三相交流电源18的第一相，所述第五电感L5的输入端连接至所述三相交流电源18的第二相，所述第六电感L6的输入端连接至所述三相交流电源18的第三相；其等效电路图如图7所示。

当所述输入电源为直流电源19时，所述第五电感L5的输入端连接至所述直流电源19的负极，所述第六电感L6的输入端连接至所述直流电源19的正极。其等效电路图如图8所示。

如图7所示，当输入电源为三相交流电源18时，当第一相的电压为正时，第七二极管D7截止，第四电感L4、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第八二极管D8以及第三直流母线电容C3构成了正向的有源PFC Boost电路；当第一相的电压为负时，第八二极管D8截止，第四电感L4、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第七二极管D7以及第四直流母线电容C4构成了负向的有源PFC Boost电路。

当第二相的电压为正时，第九二极管D9截止，第五电感L5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第十二极管D10以及第三直流母线电容C3构成了正向的有源PFC Boost电路；当第二相的电压为负时，第十二极管D10截止，第五电感L5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第九二极管D9以及第四直流母线电容C4构成了负向的有源PFC Boost电路。

当第三相的电压为正时，第十一二极管D11截止，第六电感L6、第八开关管Q8、第九开关管Q9、第十二二极管D12以及第三直流母线电容C3构成了正向的有源PFC Boost电路；当第三相的电压为负时，第十二二极管D12截止，第六电感L6、第八开关管Q8、第九开关管Q9、第十二二极管D12以及第四直流母线电容C4构成了负向的有源PFC Boost电路。

如图8所示，当输入电源为直流电源19时，所述直流电源19的正极经过第六电感L6的输入端后，第十一二极管D11截止，第六电感L6、第八开关管Q8、第九开关管Q9以及第三直流母线电容C3构成了正向的Boost电路；所述直流电源19的负极经过第五电感L5的输入端后，第十二极管D10截止，第五电感L5、第六开关管Q6、第七开关管Q7以及第四直流母线电容C4构成了负向的Boost电路。

在某些实施例，例如本实施例中，所述第一开关管Q1、第二开关管Q2以及第三开关管Q3均为P型MOS管，该P型MOS管的漏极D作为开关管的输入端，其源极S作为开关管的输出端，其栅极G作为开关管的控制端。

在某些实施例，例如本实施例中，所述第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5以及第六二极管D6均为续流二极管。续流二极管，是一种配合电感性负载使用的二极管，当电感性负载的电流有突然的变化时，电感两端会产生突变电压，续流二极管可以平缓突变电压，避免了突变电压的产生。

在某些实施例，例如本实施例中，所述第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8以及第九开关管Q9均为P型MOS管，该P型MOS管的漏极D作为开关管的输入端，其源极S作为开关管的输出端，其栅极G作为开关管的控制端。

在某些实施例，例如本实施例中，所述第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第十一二极管D11以及第十二二极管D12均为续流二极管。和上述第一二极管D1至第六二极管D6都为续流二极管类似地，在本实施例中，第七二极管D7至第十二二极管D12也均为续流二极管，以防止电压电流突变。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。