一种大功率充电装置的制作方法

1.本实用新型涉及电源领域，特别是一种大功率充电装置。


背景技术：

2.随着社会发展，家用或工业用途中的充电、供电设备充斥在自己的工具箱中，不同的使用需求，需要用不同的供电设备工具，导致很大的浪费。
3.电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。电源功率的大小，电流和电压是否稳定，将直接影响计算机的工作性能和使用寿命；本实用新型基于汽车电池充电维护维修展览综合一体的大功率充电平台设施。
4.而目前的汽车电池充电装置不能满足多段式全自动智能化充电，并对电池状态进行检测；不能满足大功率智能充电或供电所具备的多样化需求。


技术实现要素：

5.鉴于所述问题，提出了本实用新型以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种大功率充电装置，包括：
6.一种大功率充电装置，包括功率转换电路；
7.所述功率转换电路包括emi输入电路、pfc升压电路、移相全桥dc-dc 高频功率变换电路和输出开关控制电路；
8.所述emi输入电路连接所述pfc升压电路，所述emi输入电路对输入的交流电进行滤波处理，并将滤波处理后的交流电发送至所述pfc升压电路；
9.所述pfc升压电路连接所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路，所述 pfc升压电路对滤波处理后的交流电进行升压处理，并将升压处理后的交流电发送至所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路；
10.所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路连接所述输出开关控制电路，所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路对升压处理后的交流电进行功率变换和同步整流，并将功率变换和同步整流后的交流电发送至所述输出开关控制电路；所述输出开关控制电路对功率变换和同步整流后的交流电进行通断控制。
11.进一步地，所述emi输入电路包括l端、n端、g1端、保险丝f1、电容c1、电容c6、电容c5、电容c4、滤波电感l1、滤波电感l2和电容c8；
12.所述l端的一端连接所述电容c6的一端，所述电容c6的另一端连接所述电容c1的一端，所述电容c1的另一端连接所述n端，所述g1端设置在所述电容c1和所述电容c6之间；
13.所述l端的另一端连接所述保险丝f1，所述保险丝f1连接所述电容 c5；
14.所述电容c5的一端分别连接所述电容c1和所述滤波电感l1的2脚；所述电容c5的另一端分别连接所述电容c6和所述滤波电感l1的3脚；所述电容c4的一端分别连接所述滤波电感l1的4脚和所述滤波电感l2的2 脚；所述电容c4的另一端分别连接所述滤波电感l1的1脚和所述滤波电感 l2的3脚；所述电容c8的一端连接所述滤波电感l2的1脚，所述电容
c8 的另一端连接所述滤波电感l2的4脚。
15.进一步地，所述pfc升压电路包括滤波电感l6、二极管d4、电容c22、电容c23、功率管q1、功率管q6、二极管d1、电阻r1、电阻r2、电阻 r6、电阻r5；
16.所述滤波电感l6的1脚连接所述功率管q6，所述电阻r1连接所述功率管q6，所述电阻r2设置在所述功率管q6和所述电阻r1之间；所述功率管q6连接所述功率管q1，所述电阻r6设置在所述功率管q6和所述功率管q1之间；所述功率管q1分别连接所述二极管d1的1端和3端；
17.所述滤波电感l6的2脚连接所述二极管d4的一端，所述二极管d4的另一端连接所述电容c22；所述二极管d1的2端设置在所述二极管d4和所述电容c22之间；
18.所述电阻r5设置在所述功率管q1和所述电容c22之间；所述电容c22 连接所述电容c23。
19.进一步地，所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路包括功率管q2、功率管q3、功率管q4、功率管q5、功率管q7、功率管q8、功率管q9、功率管q10、电阻r3、电阻r4、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、变压器t4、滤波电感l5、二极管d3、二极管d5、滤波电感l7、电容c39和电容c40；
20.所述功率管q2的一端连接所述功率管q3的一端，所述功率管q3的另一端连接所述功率管q5的一端，所述功率管q5的另一端连接所述功率管 q4的一端，所述功率管q4的另一端连接所述功率管q2的另一端；
21.所述电阻r8设置在所述功率管q2和所述功率管q3之间，所述电阻 r3连接所述电阻r8；所述电阻r10和所述电阻r9分别设置在所述功率管 q3和所述功率管q5之间，所述电阻r10连接所述电阻r4，所述电阻r9 连接所述电阻r12；所述电阻r11设置在所述功率管q4和所述功率管q5 之间，所述电阻r11连接所述电阻r7；
22.所述功率管q4的另一端连接所述二极管d3的一端，所述二极管d3的另一端连接所述二极管d5的一端，所述二极管d5的另一端连接所述功率管q5的一端；所述变压器t4设置在所述二极管d3和所述二极管d5之间；
23.所述电阻r8连接所述滤波电感l5的一端，所述滤波电感l5的另一端设置在所述二极管d5和所述变压器t4之间；
24.所述变压器t4连接所述滤波电感l7的一端，所述滤波电感l7的另一端连接所述电容c39；所述电容c39连接所述电容c40；
25.所述变压器t4连接所述功率管q10，所述功率管q10连接所述功率管 q8，所述功率管q8连接所述功率管q9，所述功率管q9分别连接所述变压器t4和所述功率管q7，所述功率管q7连接所述电容c39。
26.进一步地，所述输出开关控制电路包括继电器k2、功率管q16、电阻 r81、电阻r84、电阻r56、电阻r57、电阻r71和电阻r69；
27.所述继电器k2的一端连接所述电阻r84，所述电阻r84连接所述电阻r81；所述继电器k2的另一端连接所述功率管q16的一端，所述电阻r57 设置在所述继电器k2和所述功率管q16之间；所述电阻r57连接所述电阻r56；
28.所述功率管q16的另一端连接所述电阻r71，所述电阻r71连接所述电阻r69。
29.进一步地，还包括辅助电源供电电路，所述辅助电源供电电路连接所述输出开关
控制电路；
30.所述辅助电源供电电路用于将所述输出开关控制电路输出的交流电进行通整流桥整流以及辅助电源高频开关反激变换器处理，输出直流电。
31.进一步地，还包括充电控制电路，所述充电控制电路电连接所述功率转换电路；
32.所述充电控制电路包括第一主控电路、电压电流环路控制电路和移相全桥驱动控制电路，所述输出开关控制电路电连接所述第一主控电路，所述第一主控电路电连接所述移相全桥驱动控制电路，所述移相全桥驱动控制电路电连接所述电压电流环路控制电路；所述充电控制电路用于对输出的电压和输出的电流进行控制。
33.进一步地，还包括显示控制电路，所述显示控制电路电连接所述功率转换电路；
34.所述显示控制电路包括第二主控电路、显示电路和软件升级电路；所述输出开关控制电路电连接所述第二主控电路，所述第二主控电路分别电连接所述显示电路和所述软件升级电路；所述显示控制电路用于读取输出的电压和输出的电流并进行显示。
35.本实用新型具有以下优点：
36.在本实用新型的实施例中，通过功率转换电路包括emi输入电路、pfc 升压电路、移相全桥dc-dc高频功率变换电路和输出开关控制电路；所述功率转换电路包括emi输入电路、pfc升压电路、移相全桥dc-dc高频功率变换电路和输出开关控制电路；所述emi输入电路连接所述pfc升压电路，所述emi输入电路对输入的交流电进行滤波处理，并将滤波处理后的交流电发送至所述pfc升压电路；所述pfc升压电路连接所述移相全桥 dc-dc高频功率变换电路，所述pfc升压电路对滤波处理后的交流电进行升压处理，并将升压处理后的交流电发送至所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路；所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路连接所述输出开关控制电路，所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路对升压处理后的交流电进行功率变换和同步整流，并将功率变换和同步整流后的交流电发送至所述输出开关控制电路；所述输出开关控制电路对功率变换和同步整流后的交流电进行通断控制。提供了安全可靠的大功率充电维护模式，灵活可调电压及可调电流的维修展览模式；能够实现多段式全自动智能化充电；自动检测电池状态；可供12v/24v电池或设备进行充电或供电方案；多档输出电流选择，可满足不同容量的电池；可供多种电池类型充电及供电，满足市场上所有的铅酸、锂电池。
附图说明
37.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对本实用新型的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本实用新型一实施例提供的一种大功率充电装置的电路示意图；
39.图2是本实用新型一实施例提供的一种大功率充电装置的电路结构图；
40.图3是本实用新型一实施例提供的一种大功率充电装置的另一电路结构图；
41.图4是本实用新型一实施例提供的一种大功率充电装置的又一电路结构图。
具体实施方式
42.为使本实用新型的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。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作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。
43.参照图1-图4，示出了本实用新型一实施例提供的一种大功率充电装置；
44.一种大功率充电装置，包括功率转换电路；
45.所述功率转换电路包括emi输入电路、pfc升压电路、移相全桥dc-dc 高频功率变换电路和输出开关控制电路；
46.所述emi输入电路连接所述pfc升压电路，所述emi输入电路对输入的交流电进行滤波处理，并将滤波处理后的交流电发送至所述pfc升压电路；
47.所述pfc升压电路连接所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路，所述 pfc升压电路对滤波处理后的交流电进行升压处理，并将升压处理后的交流电发送至所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路；
48.所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路连接所述输出开关控制电路，所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路对升压处理后的交流电进行功率变换和同步整流，并将功率变换和同步整流后的交流电发送至所述输出开关控制电路；所述输出开关控制电路对功率变换和同步整流后的交流电进行通断控制。
49.在本实用新型的实施例中，通过功率转换电路包括emi输入电路、pfc 升压电路、移相全桥dc-dc高频功率变换电路和输出开关控制电路；所述 emi输入电路连接所述pfc升压电路，所述emi输入电路对输入的交流电进行滤波处理，并将滤波处理后的交流电发送至所述pfc升压电路；所述 pfc升压电路连接所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路，所述pfc升压电路对滤波处理后的交流电进行升压处理，并将升压处理后的交流电发送至所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路；所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路连接所述输出开关控制电路，所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路对升压处理后的交流电进行功率变换和同步整流，并将功率变换和同步整流后的交流电发送至所述输出开关控制电路；所述输出开关控制电路对功率变换和同步整流后的交流电进行通断控制。提供了安全可靠的大功率充电维护模式，灵活可调电压及可调电流的维修展览模式；能够实现多段式全自动智能化充电；自动检测电池状态；可供12v/24v电池或设备进行充电或供电方案；多档输出电流选择，可满足不同容量的电池；可供多种电池类型充电及供电，满足市场上所有的铅酸、锂电池。
50.下面，将对本示例性实施例中一种大功率充电装置作进一步地说明。
51.在本实用新型一实施例中，所述功率转换电路为高频隔离型功率转换器。
52.在本实用新型一实施例中，所述显示电路为up210422s(in-planeswitching，平面转换)屏幕。
53.在本实用新型一实施例中，所述emi输入电路包括l端、n端、g1端、保险丝f1、电容c1、电容c6、电容c5、电容c4、滤波电感l1、滤波电感l2和电容c8；所述l端的一端连接所述电容c6的一端，所述电容c6 的另一端连接所述电容c1的一端，所述电容c1的另一端连接所述n端，所述g1端设置在所述电容c1和所述电容c6之间；所述l端的另一端连接所述保险丝f1，所述保险丝f1连接所述电容c5；所述电容c5的一端分别连接所述电容c1和所述滤波电感l1
的2脚；所述电容c5的另一端分别连接所述电容c6和所述滤波电感l1的3脚；所述电容c4的一端分别连接所述滤波电感l1的4脚和所述滤波电感l2的2脚；所述电容c4的另一端分别连接所述滤波电感l1的1脚和所述滤波电感l2的3脚；所述电容c8的一端连接所述滤波电感l2的1脚，所述电容c8的另一端连接所述滤波电感 l2的4脚。
54.需要说明的是，通过l端、n端、g1端、保险丝f1、电容c1、电容 c6、电容c5、电容c4、滤波电感l1、滤波电感l2和电容c8组成ac (alternating current，交流电)emi(electromagnetic interference，电磁干扰)输入滤波电路，主要滤除交流输入的电磁干扰和防止本充电装置产生的电磁干扰对交流电的干扰，使本充电装置可以符合电磁兼容，符合emi认证要求。
55.在本实用新型一实施例中，所述pfc升压电路包括滤波电感l6、二极管d4、电容c22、电容c23、功率管q1、功率管q6、二极管d1、电阻r1、电阻r2、电阻r6、电阻r5；所述滤波电感l6的1脚连接所述功率管q6，所述电阻r1连接所述功率管q6，所述电阻r2设置在所述功率管q6和所述电阻r1之间；所述功率管q6连接所述功率管q1，所述电阻r6设置在所述功率管q6和所述功率管q1之间；所述功率管q1分别连接所述二极管 d1的1端和3端；所述滤波电感l6的2脚连接所述二极管d4的一端，所述二极管d4的另一端连接所述电容c22；所述二极管d1的2端设置在所述二极管d4和所述电容c22之间；所述电阻r5设置在所述功率管q1和所述电容c22之间；所述电容c22连接所述电容c23。
56.需要说明的是，通过滤波电感l6、二极管d4、电容c22、电容c23、功率管q1、功率管q6、二极管d1、电阻r1、电阻r2、电阻r6、电阻r5 组成pfc(power factor correction，功率因数校正)电路，输入额定的交流电压通过整流桥整流后经过pfc升压电路，使得输入的电压和电流不失真，谐波低，降低产品对市电的污染，及对输市电整流后的升压作用。
57.在本实用新型一实施例中，所述移相全桥dc-dc高频功率变换电路包括功率管q2、功率管q3、功率管q4、功率管q5、功率管q7、功率管q8、功率管q9、功率管q10、电阻r3、电阻r4、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、变压器t4、滤波电感l5、二极管d3、二极管d5、滤波电感l7、电容c39和电容c40；所述功率管q2的一端连接所述功率管q3的一端，所述功率管q3的另一端连接所述功率管q5的一端，所述功率管q5的另一端连接所述功率管q4的一端，所述功率管q4的另一端连接所述功率管q2的另一端；所述电阻r8设置在所述功率管q2和所述功率管q3之间，所述电阻r3连接所述电阻r8；所述电阻r10和所述电阻 r9分别设置在所述功率管q3和所述功率管q5之间，所述电阻r10连接所述电阻r4，所述电阻r9连接所述电阻r12；所述电阻r11设置在所述功率管q4和所述功率管q5之间，所述电阻r11连接所述电阻r7；所述功率管 q4的另一端连接所述二极管d3的一端，所述二极管d3的另一端连接所述二极管d5的一端，所述二极管d5的另一端连接所述功率管q5的一端；所述变压器t4设置在所述二极管d3和所述二极管d5之间；所述电阻r8连接所述滤波电感l5的一端，所述滤波电感l5的另一端设置在所述二极管d5和所述变压器t4之间；所述变压器t4连接所述滤波电感l7的一端，所述滤波电感l7的另一端连接所述电容c39；所述电容c39连接所述电容 c40；所述变压器t4连接所述功率管q10，所述功率管q10连接所述功率管q8，所述功率管q8连接所述功率管q9，所述功率管q9分别连接所述变压器t4和所述功率管q7，所述功率管q7连接所述电容c39。
58.需要说明的是，通过功率管q2、功率管q3、功率管q4、功率管q5、功率管q7、功率管
q8、功率管q9、功率管q10、电阻r3、电阻r4、电阻 r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、变压器t4、滤波电感l5、二极管d3、二极管d5、滤波电感l7、电容c39和电容c40组成移相全桥dc-dc高频功率变换电路和输出同步整流电路，通过移相全桥驱动控制，实现功率开关管的zvs(zero voltage switch，零电压开关技术) 工作状态，达到功率转换器高效率能量变换的目的。
59.在本实用新型一实施例中，还包括辅助电源供电电路，所述辅助电源供电电路连接所述输出开关控制电路；所述辅助电源供电电路用于将所述输出开关控制电路输出的交流电进行通整流桥整流以及辅助电源高频开关反激变换器处理，输出直流电；所述辅助电源供电电路包括驱动光耦u5、变压器t5和电容c41；所述驱动光耦u5连接所述变压器t5，所述变压器t5 连接所述电容c41；通过驱动光耦u5、变压器t5和电容c41等组成辅助电源供电电路。
60.需要说明的是，输入额定的交流电压通过整流桥整流后再经过辅助电源高频开关反激变换器，输出直流电压。实现对初次级控制ic(integratedcircuit，集成电路)，tft(thin film transistor，薄膜场效应晶体管)等元件的单独供电。
61.在本实用新型一实施例中，所述输出开关控制电路包括继电器k2、功率管q16、电阻r81、电阻r84、电阻r56、电阻r57、电阻r71和电阻r69；所述继电器k2的一端连接所述电阻r84，所述电阻r84连接所述电阻r81；所述继电器k2的另一端连接所述功率管q16的一端，所述电阻r57设置在所述继电器k2和所述功率管q16之间；所述电阻r57连接所述电阻r56；所述功率管q16的另一端连接所述电阻r71，所述电阻r71连接所述电阻 r69。
62.需要说明的是，通过继电器k2、功率管q16、电阻r81、电阻r84、电阻r56、电阻r57、电阻r71和电阻r69组成输出开关控制电路，能够通过第一主控电路对继电器k2的通、断控制，从而实现所述的功率转换器对外部用电设备输出能量。
63.在本实用新型一实施例中，还包括充电控制电路，所述充电控制电路电连接所述功率转换电路；所述充电控制电路包括第一主控电路、电压电流环路控制电路和移相全桥驱动控制电路，所述输出开关控制电路电连接所述第一主控电路，所述第一主控电路电连接所述移相全桥驱动控制电路，所述移相全桥驱动控制电路电连接所述电压电流环路控制电路；所述充电控制电路用于对输出的电压和输出的电流进行控制。
64.需要说明的是，所述充电控制电路中的第一主控电路可以为mcu (micro control unit，微控制单元)控制单元或dsp(digital signal process，数字信号处理)控制单元中的一种。通过驱动光耦u2、电阻r41、电阻r54、电阻r55、电阻r56、电阻r57、电阻r58、电阻r59等组成第一主控电路。能够实现对所述功率转换器输出的电压，输出电流的精确采样；实现对所述电压，电流环路控制部分的精准控制，实现所述的功率转换器达到所需要的精准的输出电压及输出电流；实现对所述的输出开关控制部分输出通、断控制；能够对第一主控电路进行uart(universal asynchronousreceiver/transmitter，通用异步收发传输器)通讯，对数据的采集及状态，传送到大尺寸的ips屏幕中，再读取大尺寸的ips屏幕中的命令，实现对高频隔离型功率转换器的控制。
65.在本实用新型一实施例中，所述移相全桥驱动控制电路内包括移相全桥驱动控制电路，以及电压、电流环路控制电路；通过驱动光耦u1、等组成移相全桥驱动控制电路，驱动光耦u3和驱动光耦u12等组成电压、电流环路控制电路。能够实现对所述电压、电流环路控
制电路的精准控制，实现功率转换器达到所需要的精准的输出电压及输出电流。
66.在本实用新型一实施例中，还包括显示控制电路，所述显示控制电路电连接所述功率转换电路；所述显示控制电路包括第二主控电路、显示电路和软件升级电路；所述输出开关控制电路电连接所述第二主控电路，所述第二主控电路分别电连接所述显示电路和所述软件升级电路；所述显示控制电路用于读取输出的电压和输出的电流并进行显示。
67.需要说明的是，所述第二主控电路可以是mcu(micro control unit，微控制电路)控制电路或dsp(digital signal process，数字信号处理)控制电路中的一种；通过驱动光耦u3、驱动光耦u4等组成第二主控电路。能够通过uart串口通讯实现第二主控电路进行通讯。实现对所述的高频隔离型功率转换器的电压、电流读取，以及状态检查。通过第二主控电路直接驱动显示电路，实现对所述的高频隔离型功率转换器的电压、电流读取，状态等显示在ips屏幕上。并通过ips屏幕上的操作界面对所述的高频隔离型功率转换器实施控制。
68.需要说明的是，所述软件升级电路是通过usb端口实现对第二主控电路内的软件和显示电路内的软件进行软件升级；在一具体实施例中，通过 bootloader(引导加载程序)进行软件升级；bootloader是嵌入式系统在加电后执行的第一段代码，在它完成cpu和相关硬件的初始化之后，再将操作系统映像或固化的嵌入式应用程序装在到内存中然后跳转到操作系统所在的空间，启动操作系统运行。
69.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
70.尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。
71.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
72.以上对本实用新型所提供的一种大功率充电装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。