技术领域
[0001] 本实用新型涉及充电桩技术领域,尤其是一种充电桩板载DC-DC电源。
背景技术
[0002] 电动
汽车的充电桩普遍安装于室外,长期的暴晒以及加上充电过程中造成的发热问题,使得充电桩桩体内的
温度升高。充电桩桩体内负责供电的主要是普通DC-DC电源,DC-DC电源用于提供特定的
电流或
电压。
[0003] 由于充电桩桩体内空间狭小,温度骤升使得DC-DC电源发热严重,工作效率降低,造成输出不稳定,进而造成充电桩工作异常或无法正常工作。
发明内容
[0004] 为克服
现有技术的缺点,本实用新型提供一种充电桩板载DC-DC电源,以解决充电桩内普通DC-DC电源输出不稳定,效率不高的问题。
[0005] 一种充电桩板载DC-DC电源,其特征在于,所述充电桩板载DC-DC电源,包括,在输入
端子与输出端子之间
串联有控制
开关,隔离
变压器和整
流管;所述控制开关的输入端用于接收所述输入端子的直流输入
信号;所述控制开关的输出端与所述隔离变压器连接,所述隔离变压器的输出端与整流管连接;所述整流管的输出端用于向所述输出端子输出预设电压值;所述控制开关的输出端还连接
脉宽调制单元,所述脉宽调制单元与光
电隔离器的输出端连接;所述光电隔离器的输入端分别连接所述整流管和所述隔离变压器。
[0006] 可选地,所述控制开关,所述隔离变压器,所述整流管,所述脉宽调制单元和所述光电隔离器集成在PCBA板上。
[0007] 可选地,所述脉宽调制单元为MP3910芯片。
[0008] 可选地,所述控制开关为高速开关管。
[0009] 可选地,在所述控制开关和所述整流管上进行覆
铜。
[0010] 可选地,在所述整流管的输出端与所述输出端子之间连接有滤波单元。
[0011] 本实用新型提供的充电桩板载DC-DC电源,在输入端子和输出端子之间串联有控制开关、隔离变压器和整流管,即,输入电压经过控制开关的导通进入隔离变压器进行变换,再经过整流管的整流输出符合需要的电压值;在控制开关外还连接有脉宽调制单元,脉宽调制单元向控制开关发送驱动信号,通过PWM(PWM,Pulse Width Modulation,脉宽调制)调控技术对输入电压进行调节,提升了DC-DC电源的工作效率;同时,脉宽调制单元与光电隔离器连接,而光电隔离器分别与整流管和隔离变压器连接,即,形成两条反馈回路,其中一条反馈回路是由控制开关、隔离变压器、脉宽调制单元和光电隔离器构成;另一条反馈回路是由控制开关、隔离变压器、整流管、脉宽调制单元和光电隔离器构成,使得脉宽调制单元可以根据整流管或隔离变压器的输出变成反馈信号,从而调节输入控制开关的信号,具有反馈调节功能,大大提高了最终输出预设电压值的
稳定性,使得充电桩即使在高温下也能正常输出,保证充电效率,降低了充电桩因DC-DC电源不稳定而造成的故障概率。
附图说明
[0012] 图1为本实用新型
实施例中充电桩板载DC-DC电源的内部模
块示意图;
[0013] 图2为本实用新型实施例中充电桩板载DC-DC电源的
电路图。
具体实施方式
[0014] 为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0015] 一种充电桩板载DC-DC电源,其应用环境的示意图如图1所示。其中,VIN代表从输入端子接收到的直流
输入信号,控制开关、隔离变压器和整流管呈串联状态,整流管输出的电压经代表输入端子的VOUT输出;控制开关还与脉宽调制单元连接,脉宽调制单元与光电隔离器连接,光电隔离器具有两路输入,其中一路输入端与整流管的输出连接;另一路输入端与隔离变压器的输出端连接,使得控制开关、隔离变压器、脉宽调制单元和光电隔离器形成一路反馈回路,同时,控制开关、隔离变压器、整流管、脉宽调制单元和光电隔离器形成另一路反馈回路。基于此,脉宽调制单元既可以使用PWM调控技术对控制开关的输入电压进行调节,使得DC-DC电源的工作效率达到90%以上;又可以通过光电隔离器对整流管的输出,以及隔离变压器的输出进行反馈控制,达到及时调节输入电压,以提高
输出电压稳定性的目的,从而提升了
能源使用效率,以保证充电桩即使在高温下也能正常输出。
[0016] 需要说明地是,脉宽调制单元,是利用
微处理器的数字
输出信号来对模拟电路进行控制的一种电路。具体地,脉宽调制单元用于对控制开关产生
数字信号,设置控制开关的开关
频率。
[0017] 控制开关,用于控制电路的开合,具体可以是高速开关
二极管。
[0018] 隔离变压器,是用于将两相电进行隔离的器件。
[0019] 整流管,主要包括二极管,利用单方向导电把交流整流成直流输出。
[0020] 光电隔离器,又称光电
耦合器,用于对脉宽调制单元输入反馈信号,以使脉宽调制单元重新调整对控制开关的输入信号,达到及时调节输入电压,以提高输出电压稳定性的目的。具体地,光电隔离器可以由
发光二极管和光敏
三极管组成。
[0021] 输入端子和输出端子用于连接充电桩板载DC-DC电源的输入和输出。
[0022] 进一步地,在一实施例中,DC-DC电源的各模块,即控制开关,隔离变压器,整流管,脉宽调制单元和光电隔离器集成在PCBA板上。PCBA板,即Printed Circuit Board Assembly,印制
电路板。PCBA板作为
电子元器件的
支撑体,为电子元件提高可靠的线路连接,为器件提供足够的空间距离,有利于
散热,同时,集成化、模块化、小型化的尺寸可以节省安装空间,适合安装于充电桩的狭小空间内。
[0023] 优选地,针对PCBA板上发热量较大的元器件采用大面积覆铜散热方式来降低温升,可以减少发热对电源效率的影响,相对提高了电源效率。
[0024] 进一步地,在一实施例中,充电桩板载DC-DC电源的优选方案如图2所示。其中,电子元器件的符号C代表电容,R代表
电阻,T代表变压器,L代表电感,D代表二极管,ZD代表稳压二极管,Q代表三极管等,U代表IC(集成电路),均符合电路图的标准规范;符号后紧跟的字符为该器件的参数,例如C61910nF/10%代表,电容C619的容值为10nF,误差10%;或者,符号后紧跟的字符为该器件的型号,例如,U603EL3H7A,ZD640BZT52C5V1S,L602SLW4012PR47MST,D60111N4148WS。
[0025] 此外,Ctrl1代表外部输入
控制信号;GND_12V代表12V信号公共端;VCC代表经过滤波后的电压;10V1代表对MP3910的输入工作电压;VOUT_12V代表输入电压,与输入端子对应;VDD_5VLCD代表输出的5V电压,与输出端子对应;电感L601、L602具有滤波功能,其中,L602设置在整流管的输出端与输出端子之间,对最终的输出电压具有稳定作用。
[0026] 脉宽调制单元即为图2中的MP3910芯片,MP3910包括VIN、VCC、EN/SYNC、RT、SS、COMP、FB、GND、ISENSE、GATE共10个引脚。其中,VIN、VCC用于对MP3910供电;EN/SYNC代表使能信号;RT、SS为输出信号;GND为接地脚;FB、COMP用于接收反馈信号;GATE、ISENSE用于输出高频脉冲信号。
[0027] 图2中Q601、Q602、Q603代表MOS管,作为控制开关;T601为变压器,其具有1-10个引脚,T601作为隔离变压器;U603为由发光二极管和光敏三极管构成的光电隔离器。
[0028] 具体地,充电桩板载DC-DC电源工作时,直流DC12V从输入端子VOUT_12V进入,达到MP3910的VIN脚,经电感L601滤波,得到稳定输入电压VCC;VCC可通过稳压二极管ZD602给MP3910提供稳定的工作电压,即输入到MP3910的VCC脚;MP3910的GATE脚产生固定频率的脉冲信号,控制高速开关管Q602,使得变压器T601输入端的1、2脚得到一个固定频率的交流电压,再经变压后通过Q601整流,电容和电感L602的滤波,得到稳定的+5V输出电压,即VDD_5VLCD;同时,+5V输出电压通过光耦U603反馈输入到MP3910的COMP脚,MP3910根据COMP脚的电压可以调整GATE脚的输出脉冲频率,调整输入电压,从而最终改变输出电压VDD_5VLCD,使输出电压达到非常稳定的+5V。
[0029] 优选地,针对充电桩板载DC-DC电源中发热量大的器件,可以进行覆铜。覆铜,是指将PCBA上闲置的空间作为基准面,然后用固体铜填充,使得可以减小地线阻抗,提高抗干扰能
力,同时具有降低压降,提高电源效率的作用。具体地,可以在控制开关、整流管上进行覆铜。
[0030] 以上是对本实用新型充电桩板载DC-DC电源进行了阐述,用于帮助理解本实用新型,但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制,任何未背离本实用新型原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。