CN115117986B 充电模块、方法和充电设备 （华为数字能源技术有限公司）

街道香安社区安托山六路33号安托山本申请提供一种充电模块、方法和充电设线电容电连接于三相桥臂的第二输出端和中间2所述三相整流模块电连接于输入电源与所述母线电容模块之间，所述母线电容模块包括第一母线电容和第二母线电容，所述第一母线所述第一开关模块电连接于所述母线电容模块与第一负载和第所述控制器用于在所述输入电源输出的直流电压大于或等于电压阈值所述第一开关模块包括第二开关和第三开关，所述第二开关的开关的第三端电连接于所述第一母线电容与所述第二母线电容之间的中点和所述第一负三端电连接于所述第一母线电容的第一端和所述第一负所述充电模块还包括第二开关模块，所述第二开关模块电连接于充电端口在所述输入电源输出的所述直流电压大于或等于所述电压阈值在所述输入电源输出的所述直流电压小于所述电压阈值时，控在所述输入电源输出交流电压时，控制所述第二开关的第一端与所述第四开关电连接于第一相桥臂的中间点与所述第一母线电容和所述第二母线电3在周期时间的第一时间段内，控制所述第六开关导通，控制在所述周期时间的第二时间段内，控制所述第四开关、所述第在所述周期时间的第三时间段内，控制所述第四开关导通在所述周期时间的第四时间段内，控制所述第四开关和所在周期时间的第一时间段内，控制所述第六开关导通，控制在所述周期时间的第二时间段内，控制所述第五开关和所在所述周期时间的第三时间段内，控制所述第四开关、所述第在所述周期时间的第四时间段内，控制所述第四开关和所中间点之间；所述第一开关模块电连接于所述母线电容模块与第一负载和第二负载之间；4所述第一开关模块包括第二开关和第三开关；所述第二开关的开关的第三端电连接于所述第一母线电容与所述第二母线电容之间的中点和所述第一负三端电连接于所述第一母线电容的第一端和所述第一负载的第一端；所述充电方法还包在所述输入电源输出的所述直流电压大于或等于所述电压阈值在所述输入电源输出的所述直流电压小于所述电压阈值时，控在所述输入电源输出交流电压时，控制所述第二开关的第一端与在周期时间的第一时间段内，控制所述第六开关导通，控制在所述周期时间的第二时间段内，控制所述第四开关、所述第在所述周期时间的第三时间段内，控制所述第四开关导通在所述周期时间的第四时间段内，控制所述第四开关和所5在周期时间的第一时间段内，控制所述第六开关导通，控制在所述周期时间的第二时间段内，控制所述第五开关和所在所述周期时间的第三时间段内，控制所述第四开关、所述第在所述周期时间的第四时间段内，控制所述第四开关和所67所述第四开关电连接于第一相桥臂与所述第一母线电容和所述第二母线电容之间的中点源对所述第二母线电容和所述第二负载供电，所述第三时间段位于所述第二时间段之后；[0015]在一种可能的设计中，当所述输入电源输出的所述直流电压小于所述电压阈值8线电容与所述第二负载并联；在所述输入电源输出的所述直流电压小于所述电压阈值时，通过控制所述第一开关模块以控制所述第一负载和所述第二负载均与所述第一母线电容电源对所述第二母线电容和所述第二负载供电，所述第三时间段位于所述第二时间段之9[0021]在一种可能的设计中，当所述输入电源输出的所述直流电压小于所述电压阈值容对所述第一负载和所述第二负载进行放电，所述第三时间段位于所述第二时间段之后；[0023]本申请实施例提供的充电模块和方法和充电设备可以实现交流充电和直流充电[0045]请参阅图1，图1所示为本申请的一个实施例提供的一种充电模块100的应用环境[0046]在图1所示的场景下，所述充电模块100可以用于实现外部电源对所述电动汽车[0047]例如，所述充电模块100可以是所述电动汽车200中的车载充电机。交流电网210[0049]在图2所示的场景下，所述充电模块100可以应用于直流充电桩250中。交流电网210可以输出交流电能给变压器240，所述变压器240进行转换后输出交流电能给所述直流充电桩250，所述直流充电桩250对交流电能进行处理或者转换，给电动汽车200中的电池[0059]可以理解，所述开关模块20可以电连接于所述充电端口10与所述三相整流模块[0063]所述第一相桥臂U可以包括第一二极管D1和第二二极管D2。所述第二相桥臂V可[0064]本实施例中，所述第一二极管D1的阳极可以电连接于所述所述第一二极管D1的阴极可以电连接于所述第三二极管D3的阴极及所述第五二极管D5的连接于所述母线电容模块50，所述第六二极管D6的阳极还可以电连接于所述母线电容模[0065]可以理解，本实施例中的所述三相整流模块40还可以进一步包括第二开关模块于所述第一二极管D1与所述第二二极管D2之间的一个中点A，所述开关S1的第三端可以电开关S1的第一端可以作为所述开关S1的控制端。即所述控制器60可以控制所述开关S1的信号连接于所述开关S1的第一端，或者所述控制器60也可以电连接于所述开关S1的第一于所述第三二极管D3与所述第四二极管D4之间的一个中点B，所述开关S2的第三端可以电开关S2的第一端可以作为所述开关S2的控制端。即所述控制器60可以控制所述开关S2的信号连接于所述开关S2的第一端，或者所述控制器60也可以电连接于所述开关S2的第一于所述第五二极管D5与所述第六二极管D6之间的一个中点C，所述开关S3的第三端可以电开关S3的第一端可以作为所述开关S3的控制端。即所述控制器60可以控制所述开关S3的信号连接于所述开关S3的第一端，或者所述控制器60也可以电连接于所述开关S3的第一[0070]所述第一电感L1的第一端可以电连接于所述第一连接端P1，所述第一电感L1的第二端可以电连接于所述中点A。所述第二电感L2的第一端可以电连接于所述第二连接端管T1的第三端电连接于所述二极管DT1的阳极和所述开关管T2的第三端。所述开关管T2的第一端电连接于所述控制器60，所述开关管T2的第二端电连接于所述二极管DT2的所述开关管T2的第三端电连接于所述二极管D所述开关S1-S3的第一端或者第二端，所述二极管DT2的阴极和所述开关管T2的第二端可[0075]所述功率管Q1可以包括开关管T1和二极管DT1。所述开关管T1的第一端电连接于三端电连接于所述二极管DT1的阳极。所述二极管DT2的阴极电连接于所述二极管DT4的阴二极管DT3的阳极电连接于二极管DT5的阳极和所述开关管T1的第三端。所述二极管DT5的点可以作为所述开关S1-S3的第一端或者第二端。所述二极管DT4的阳极与所述二极管DT5的阴极之间的节点可以作为所述开关S1-[0078]所述功率管Q1可以包括开关管T1和二极管DT1，所述功率管Q2可以包括开关管T2连接于所述二极管DT1的阴极和所述二极管DT3的阴极，所述开关管T1的第三端可以电连接所述二极管DT1的阳极和所述开关管T2的第二端，所述开关管T2的第二端电连接于所述二极管DT2的阴极，所述开关管T2的第三端电连接于所述二极管DT2的阳极和所述二极管点可以作为所述开关S1-S3的第一端或者第二端。所述开关管T1的第三端与所述开关管T2的第二端之间的节点可以作为所述开关S1-述第一二极管D1与所述第二二极管D2之间的中点U，所述第二电感L2的第二端可以电连接连接于所述第五二极管D5与所述第六二极管D6之中间点O，所述第二母线电容C2可以电连接于所述三相桥臂的第二输出端和所述三相桥臂[0083]具体地，所述第一母线电容C1的第一端可以电连接于所述第一二极管D1的阴极、可以电连接于所述第一母线电容C1与所述第二母线电容C2之间的所述中点O和第一负载于所述第二负载90的第二端，所述开关K3的第二端2可以电连接于所述第一母线电容C1与于这样的设计，本申请的充电模块可以实现所述三相整流模块40与后级负载的灵活对接，述控制器60可以根据检测到的输入电源的类型对应控制所述充电模块100[0093]例如，所述控制器60可以检测输入电压的特性，当所述输入电源为交流电源300源400时，所述控制器60可以控制所述充电模块100基于Vienna拓扑的三相整流模块40进电端口10的第一连接端P1、第二连接端P2和第三连接端P3分别电连接于所述交流电源300管D3和二极管D5)仅在交流电压的正半波周期内工作。与所述第二母线电容C2连接的二极述交流电源300中的两个输出端(例如第一输出端M1和第二输出端M2)与所述充电端口中的断状态，与输入电源的输出端子连接的两相桥臂(例如U相桥臂和V相桥臂)中的功率半导为400V或者400V以上。此时，该所述充电模块100的输入电源输出的直流电压为高压直流和所述第二负载90可以通过所述三相整流模块40进行DC-DC功率变换，以从直流侧电源获[0102]请参阅图7A，图7A示出了该充电模块100的输入电源输出高压直流电时的开关时[0104]在t1-t2时间段，所述控制器60可以输出低电平信号给所述开关S1、所述开关S2一电感L1和所述第三电感L3的电流路径如图7D中的线路S[0108]从上述图7A-图7E中可以看出，所述三相整流模块40中进行高频开关动作的开关母线电容C2的两端电压的差值控制作为移相角的调节依据时，可以实现母线Vbus+和母线级所连接的所述第一负载80和所述第二负载90电压等述充电端口10连接的输入电源为该直流电块100中的所述三相整流模块40可以工作于DC-DC模式。所述第一负载80和所述第二负载[0112]可以理解，本申请实施例的充电模块100可以基于Vienna拓扑在交流端口处设置[0113]请参阅图9A，图9A示出了该充电模块100的输入电源输出低压直流电时的开关时第一电感L1、所述第二电感L2和所述第三电感L3的电流可以同时对所述第一母线电容C1、二电感L2和所述第三电感L3的电流路径如图9D中的线路S9[0115]在t1-t2时间段，所述控制器60可以输出高电平信号给所述开关S2和所述开关述第三电感L3的电流路径如图9C中的线路S92[0116]在t2-t3时间段，所述控制器60可以输出高电平信号给所述开关S1、所述开关S2[0117]在t3-t4时间段，所述控制器60可以输出高电平信号给所述开关S1和所述开关和所述第三电感L3的电流路径如图9E中的线[0119]从上述图9A-图9D中可以看出，所述三相整流模块40中由所述开关K1短路连接的大对后级所连接的所述第一负载80和所述第二负载90电压等的系统成本。本申请的实施例可以通过调节直流输入下的功率半导体开关的有效占空比，于所述第一母线电容C1的第一端，所述开关K2的第三端3可以电连接于所述第一母线电容80的第二端，所述开关K3的第二端2可以电连接于所述第一母线电容C1与所述第二母线电三端3可以电连接于所述第二母线电容C2的第二端和所述第二负载90[0128]可以理解，本实施例中的充电模块100同样可以通过同一拓扑结构来实现交流输本。本实施例的充电模块100同样可以通过调节直流输入下的功率半导体开关的有效占空[0129]请参阅图11，图11所示为本申请的另一个实施例提供的一种充电模块100的示意据检测到的输入电源的电压对应控制所述充电模[0139]例如，所述控制器60可以检测输入电压的特性，当所述输入电源为交流电源300源400时，所述控制器60可以控制所述充电模块100基于Vienna拓扑的三相整流模块40进[0142]当所述直流电源400输出的直流电压为高压直流电时(即直流电源400输出的直流电压大于或等于电压阈值)，所述控制器60将会控制所述开关2的第一端1与第二端2连接，[0143]以下将结合图7A-7E，阐述所述输入电源输出直流电压大于或等于电压阈值时的L1和所述第三电感L3的电流路径如图7B中的线路S第一电感L1和所述第三电感L3的电流路径如图7E中的线[0149]当所述直流电源400输出低压直流电时(即直流电源400输出的直流电压小于电压当所述直流电源400输出的直流电压小于电压阈值时，所述控制器60可以控制所述开关K1V相桥臂短路连接。在另一种实现方式中，所述开关K1可以电连接于U相桥臂与W相桥臂之[0152]以下将结合图9A-9E，阐述所述输入电源输出的直流电压小于电压阈值时的充电第一电感L1、所述第二电感L2和所述第三电感L3的电流可以同时对所述第一母线电容C1、二电感L2和所述第三电感L3的电流路径如图9C中的线第一母线电容C1进行放电，并对所述第一负载80和所述第二负载90供电。所述直流电源第一电感L1、所述第二电感L2和所述第三电感L3的电流可以同时对所述第一母线电容C1、二电感L2和所述第三电感L3的电流路径如图9E中的线路S9