本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動汽車充電機的拓撲結(jié)構(gòu)及控制方法。

背景技術(shù)：

隨著全球石油等化石能源短缺問題日益嚴重，空氣污染與溫室效應(yīng)不斷加劇，能源與環(huán)境問題越來越受到重視，世界各國的研究人員正在積極探索節(jié)能減排的方案。電動汽車作為解決普通燃油汽車帶來的能源短缺、資源枯竭、環(huán)境污染等方面的問題的最佳途徑之一，受到各國政府的重視與支持，電動汽車的發(fā)展和推廣是不可避免的趨勢。我國在電動汽車的發(fā)展上提供了很多政策和資金的支持，國家電網(wǎng)下屬各電力公司正在積極推進電動汽車充電站和充電樁的建設(shè)。電動汽車充電是通過充電機實現(xiàn)的，充電機是將電網(wǎng)電能經(jīng)過一系列變換后變成符合電動汽車電池充電要求的裝置?，F(xiàn)有技術(shù)主要圍繞如何優(yōu)化充電機變換器拓撲結(jié)構(gòu)進行研究，目的在于提高電網(wǎng)電能質(zhì)量，實現(xiàn)電能雙向流動，增大電池充電功率和效率。

現(xiàn)有的充電機中采用三相電壓源整流器實現(xiàn)雙向有源pwm(pulsewidthmodulation，脈沖寬度調(diào)制)整流功能，直流側(cè)采用雙向直流斬波器實現(xiàn)升壓或者降壓功能，也就是說每個充電回路需要交流到直流以及直流到直流兩級變換，采用的半導(dǎo)體器件多，開關(guān)頻率高，系統(tǒng)損耗大，效率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種電動汽車充電機的拓撲結(jié)構(gòu)，包括一電源接入端，所述電源接入端連接至一三相交流電網(wǎng)；還包括：

第一整流模塊，分別與所述電源接入端以及至少一個蓄電池連接，用于對從所述電源接入端輸入的三相交流電進行整流形成一直流電以向每個所述蓄電池充電；

所述第一整流模塊還連接一接地端；

線圈對，包括一一次側(cè)和一二次側(cè)；

所述一次側(cè)連接在所述第一整流模塊與所述接地端之間；

所述二次側(cè)與所述一次側(cè)耦合，所述一次側(cè)中的交流電的在所述二次側(cè)中激發(fā)產(chǎn)生交流電；

第二整流模塊，與所述二次側(cè)連接，用于對所述二次側(cè)中激發(fā)產(chǎn)生的交流電進行整流并輸出一直流電；

逆變模塊，與所述第二整流模塊連接，用于接收所述直流電并逆變，以輸出與所述三相交流電網(wǎng)上的三相交流電同步的交流電；

所述第二整流模塊還與所述電源接入端連接，用于將逆變形成的交流電通過所述電源接入端反饋至所述三相交流電網(wǎng)內(nèi)。

上述的拓撲結(jié)構(gòu)，其中，所述第一整流模塊包括多個串聯(lián)的第一整流單元，每個所述第一整流單元連接一個所述蓄電池。

上述的拓撲結(jié)構(gòu)，其中，所述第一整流單元為脈沖寬度調(diào)制全橋整流器，由一第一頻率的脈沖信號控制整流。

上述的拓撲結(jié)構(gòu)，其中，所述第一頻率的范圍在80hz～120hz之間。

上述的拓撲結(jié)構(gòu)，其中，所述第一整流單元中采用mosfet控制整流。

上述的拓撲結(jié)構(gòu)，其中，所述第一整流單元中采用igbt控制整流。

上述的拓撲結(jié)構(gòu)，其中，所述第二整流模塊和所述逆變模塊的控制信號為具有第二頻率的脈沖信號。

上述的拓撲結(jié)構(gòu)，其中，所述第二頻率的范圍在9khz～11khz之間。

上述的拓撲結(jié)構(gòu)，其中，還包括：

有源濾波模塊，設(shè)置于所述電源接入端與所述第一整流模塊之間，用于對通過所述電源接入端進入的三相交流電進行濾波。

一種電動汽車充電機的控制方法，其特征在于，應(yīng)用于如上任意一項所述的拓撲結(jié)構(gòu)。

有益效果：本發(fā)明提出的一種電動汽車充電機的拓撲結(jié)構(gòu)及控制方法能夠?qū)⒌谝徽髂K工作產(chǎn)生的諧波轉(zhuǎn)化為與三相交流電網(wǎng)的交流電同步的交流電進行輸出，從而提高充電機的充電效率并降低對電網(wǎng)產(chǎn)生的擾動。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例中電動汽車充電機的拓撲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實施例中電動汽車充電機的拓撲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一實施例中第一整流模塊的電路原理圖；

圖4為本發(fā)明一實施例中線圈對，第二整流模塊以及逆變模塊的電路原理圖；

圖5為本發(fā)明一實施例中線圈對，第二整流模塊以及逆變模塊的電路原理圖；

圖6為本發(fā)明一實施例中各個igbt或mosfet的導(dǎo)通角的控制方法。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步說明。

在一個較佳的實施例中，如圖1所示，提出了一種電動汽車充電機的拓撲結(jié)構(gòu)，包括一電源接入端10，電源接入端10連接至一三相交流電網(wǎng)(圖1中未顯示)；還可以包括：

第一整流模塊20，分別與電源接入端10以及至少一個蓄電池30連接，用于對從電源接入端10輸入的三相交流電進行整流形成一直流電以向每個蓄電池30充電；

第一整流模塊20還連接一接地端40；

線圈對，包括一一次側(cè)51和一二次側(cè)52；

一次側(cè)51連接在第一整流模塊20與接地端40之間；

二次側(cè)52與一次側(cè)51耦合，一次側(cè)51中的交流電的在二次側(cè)52中激發(fā)產(chǎn)生交流電；

第二整流模塊60，與二次側(cè)52連接，用于對二次側(cè)52中激發(fā)產(chǎn)生的交流電進行整流并輸出一直流電；

逆變模塊70，與第二整流模塊60連接，用于接收直流電并逆變，以輸出與三相交流電網(wǎng)上的三相交流電同步的交流電；

第二整流模塊60還與電源接入端10連接，用于將逆變形成的交流電通過電源接入端10反饋至三相交流電網(wǎng)內(nèi)。

具體地，第二整流模塊60和逆變模塊70可以集成制造，集成后的電路圖可以如圖4或圖5所示，以圖4為例，電容c配合右邊的晶體管vt1～vt4與線圈對t的二次側(cè)連接，用于整流從而在電容c兩端形成穩(wěn)定的直流電，再通過電容c右邊的晶體管vt5～vt8的開斷將電容c上的直流電轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)的三相交流電同步的交流電。

在一個較佳的實施例中，如圖2所示，第一整流模塊20可以包括多個串聯(lián)的第一整流單元，每個第一整流單元連接一個蓄電池。

在一個較佳的實施例中，如圖3所示，第一整流單元為脈沖寬度調(diào)制全橋整流器，由一第一頻率的脈沖信號控制整流。

具體地，通過主開關(guān)km和輔開關(guān)ks將蓄電池uli平穩(wěn)地接入或斷開，例如在接入時，先關(guān)閉輔開關(guān)ks使得導(dǎo)通電流較小，再閉合主開關(guān)km將電阻r短路實現(xiàn)全壓充電。

上述實施例中，優(yōu)選地，第一頻率的范圍在80hz～120hz之間。

上述實施例中，優(yōu)選地，第一整流單元中采用mosfet(metal-oxide-semiconductorfieldeffecttransistor，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)控制整流。

上述實施例中，優(yōu)選地，第一整流單元中采用igbt(insulatedgatebipolartransistor，絕緣柵雙極型晶體管)控制整流。

在一個較佳的實施例中，第二整流模塊60和逆變模塊70的控制信號為具有第二頻率的脈沖信號。

上述實施例中，優(yōu)選地，第二頻率的范圍在9khz～11khz之間。

在一個較佳的實施例中，如圖2所示，還可以包括：

有源濾波模塊80，設(shè)置于電源接入端(圖1中電源接入端的附圖標記為10，圖2中每條相線分別連接一個第一整流模塊20)與第一整流模塊20之間，用于對通過電源接入端進入的三相交流電進行濾波。

在一個較佳的實施例中，本發(fā)明還提出了一種電動汽車充電機的控制方法，可以應(yīng)用于如上任意一個實施例中的拓撲結(jié)構(gòu)；可以包括：

將第一整流模塊分別與電源接入端以及至少一個蓄電池連接，以對從電源接入端輸入的三相交流電進行整流形成一直流電以向每個蓄電池充電；

將第一整流模塊連接至一接地端；

將一線圈對的一次側(cè)連接在第一整流模塊與接地端之間；

將線圈對的二次側(cè)與一次側(cè)耦合，使得一次側(cè)中的交流電的在二次側(cè)中激發(fā)產(chǎn)生交流電；

將第二整流模塊與二次側(cè)連接，以對二次側(cè)中激發(fā)產(chǎn)生的交流電進行整流并輸出一直流電；

將逆變模塊與第二整流模塊連接，以對直流電逆變，以輸出與三相交流電網(wǎng)上的三相交流電同步的交流電；

將第二整流模塊與電源接入端連接，以將逆變形成的交流電通過電源接入端反饋至三相交流電網(wǎng)內(nèi)。

具體地，各個igbt或mosfet的導(dǎo)通角的控制方法可以如圖6所示。

綜上所述，本發(fā)明提出的一種電動汽車充電機的拓撲結(jié)構(gòu)及控制方法能夠?qū)⒌谝徽髂K工作產(chǎn)生的諧波轉(zhuǎn)化為與三相交流電網(wǎng)的交流電同步的交流電進行輸出，從而提高充電機的充電效率并降低對電網(wǎng)產(chǎn)生的擾動。

通過說明和附圖，給出了具體實施方式的特定結(jié)構(gòu)的典型實施例，基于本發(fā)明精神，還可作其他的轉(zhuǎn)換。盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。

對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。