充电主机及充电桩的制作方法

    专利查询2025-06-02  84


    本技术实施例涉及充电桩,尤其涉及一种充电主机及充电桩。


    背景技术:

    1、随着新能源技术的发展,越来越多的充电桩布局在城市街道上。充电桩具有功率分配的功能,能够支持多路输出。相关技术通过灵活选通充电桩内设的多个开关,以便将充电桩内设的多个功率输出单元进行耦合输出,从而达到功率灵活分配的目的。但是,为了适配功率分配的灵活性,相关技术提供的充电桩需要越来越多的开关,并在充电桩支持多路输出的情况下,分属不同功率输出端却锚定同一个功率输出单元的至少两个开关容易出现同时闭合的现象,导致充电桩出现短路现象,从而引发安全事故。


    技术实现思路

    1、为了解决上述技术问题,本技术实施例提供一种充电主机及充电桩,以解决相关技术容易出现短路现象的技术问题。

    2、在第一方面,本技术实施例提供一种充电主机,包括:

    3、至少两个功率输出单元;

    4、至少两个开关矩阵单元,每个所述开关矩阵单元包括互相并联的至少两个开关,所述开关矩阵单元中各开关都配置开关编号,相同开关编号但分属不同所述开关矩阵单元的各开关电连接在同一个功率输出单元的母线上;

    5、控制单元,用于发送动作信号;

    6、至少两个开关互锁单元,一所述开关互锁单元对应一所述开关矩阵单元,每个所述开关互锁单元包括至少两个互锁电路,一所述互锁电路与一所述开关电连接且还与所述控制单元电连接,锚定相同开关编号但分属不同所述开关互锁单元的各互锁电路电连接在同一条闭锁总线上,目标互锁电路响应所述动作信号,控制目标开关进行动作且通过所述闭锁总线传输互锁信号,参考互锁电路响应所述互锁信号控制参考开关不进行动作,所述目标互锁电路为各所述互锁电路中的一个互锁电路,所述目标开关为与所述目标互锁电路电连接的开关,所述参考互锁电路为与所述目标互锁电路电连接在同一条所述闭锁总线上的互锁电路,所述参考开关为与所述参考互锁电路电连接的开关。

    7、可选地,所述互锁电路包括:

    8、开关控制电路,与所述控制单元电连接;

    9、互锁触发电路,与所述开关控制电路电连接,当所述开关控制电路检测到所述动作信号时,所述开关控制电路控制与所述开关控制电路电连接的开关进行动作且通过所述闭锁总线传输互锁信号,且所述互锁触发电路根据所述互锁信号反馈控制所述开关控制电路进入工作状态;当所述互锁触发电路通过所述闭锁总线检测到所述互锁信号时,所述互锁触发电路根据所述互锁信号反馈控制所述开关控制电路处于非工作状态。

    10、可选地,所述互锁触发电路包括:

    11、信号传输电路,包括第一节点与闭锁节点,所述信号传输电路在所述第一节点与所述开关控制电路电连接,在所述闭锁节点与所述闭锁总线电连接,当所述开关控制电路检测到所述动作信号时,所述开关控制电路在所述第一节点输出互锁信号,所述信号传输电路响应所述互锁信号,通过所述闭锁节点向所述闭锁总线传输互锁信号;当所述开关控制电路未检测到所述动作信号时,所述第一节点的电压为第一电压;

    12、偏置控制电路,包括第二节点,所述偏置控制电路在所述第一节点与所述信号传输电路电连接,当所述偏置控制电路在所述第一节点检测到所述互锁信号时,所述偏置控制电路将所述第二节点的电压偏置成第二电压;当所述偏置控制电路在所述第一节点检测到所述第一电压时,所述偏置控制电路将所述第二节点的电压偏置成第三电压;

    13、互锁反馈电路,包括第三节点,所述互锁反馈电路在所述第二节点分别与所述偏置控制电路和所述信号传输电路电连接,在所述第三节点与所述开关控制电路电连接,当所述互锁反馈电路在所述第二节点检测到所述第二电压时,通过所述第三节点传输第四电压,所述开关控制电路响应所述第四电压维持工作状态;当所述互锁反馈电路在所述第二节点检测到所述第三电压或通过所述闭锁总线传输的互锁信号时,通过所述第三节点传输第五电压,所述开关控制电路响应所述第五电压处于非工作状态。

    14、可选地,所述偏置控制电路包括第一三极管,所述第一三极管的基极用于检测所述第一节点的电压,发射极接地,集电极电连接在所述第二节点,当所述第一三极管检测到所述互锁信号时,所述第一三极管进入导通状态以将所述第二节点的电压偏置成第二电压;当所述第一三极管在所述第一节点检测到所述第一电压时,所述第一三极管进入关断状态以将所述第二节点的电压偏置成第三电压。

    15、可选地,所述互锁反馈电路包括第二三极管,所述第二三极管的基极用于检测所述第二节点的电压,发射极接地,集电极电连接在所述第三节点,其中,所述第三节点被配置输入预设电压,当所述第二三极管在所述第二节点检测到所述第二电压时,所述第二三极管进入关断状态并通过所述第三节点传输第四电压,所述开关控制电路响应所述第四电压维持工作状态;当所述第二三极管在所述第二节点检测到所述第三电压时,所述第二三极管进入导通状态并通过所述第三节点传输第五电压,所述开关控制电路响应所述第五电压处于非工作状态。

    16、可选地,所述信号传输电路包括:

    17、信号隔离电路,电连接在所述第一节点与所述闭锁节点之间且在所述第一节点与所述开关控制电路电连接,用于隔离所述闭锁总线传输的信号,当所述信号隔离电路在所述第一节点检测到所述互锁信号时,所述信号隔离电路通过所述闭锁节点向所述闭锁总线传输互锁信号;

    18、分压电路,电连接在所述闭锁节点与所述第二节点之间。

    19、可选地,所述信号隔离电路包括并联的第一二极管与第二二极管,所述第一二极管的正极与所述第二二极管的正极皆电连接在所述第一节点,所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极皆电连接在所述闭锁节点。

    20、可选地,所述开关控制电路包括:

    21、开关驱动电路,与所述开关电连接且在所述第一节点与所述信号传输电路电连接;

    22、开关选通电路,在所述第三节点与所述互锁反馈电路电连接且与所述控制单元电连接,当所述开关选通电路检测到所述动作信号时,所述开关选通电路触发所述开关驱动电路对所述开关进行动作,并在所述第一节点输出互锁信号;当所述开关选通电路未检测到所述动作信号时,所述开关选通电路停止触发所述开关驱动电路对所述开关进行动作,以将所述第一节点的电压偏置成第一电压。

    23、可选地,所述动作信号包括第一开关信号与第二开关信号,所述开关驱动电路包括开关驱动芯片,所述开关驱动芯片包括第一信号端、第二信号端、第一驱动端与第二驱动端,所述开关电连接在所述第一驱动端与第二驱动端之间,所述开关选通电路包括第一开关电路与第二开关电路;

    24、所述第一开关电路在所述第一信号端与所述开关驱动芯片电连接且还分别与所述控制单元和所述互锁反馈电路电连接,用于响应所述第一开关信号与所述第四电压向所述开关驱动芯片发送第一触发信号,或者,响应所述第五电压向所述开关驱动芯片发送第一停止信号;

    25、所述第二开关电路在所述第二信号端与所述开关驱动芯片电连接且还与所述控制单元电连接,用于响应所述第二开关信号与所述第五电压向所述开关驱动芯片发送第二触发信号,以使所述开关驱动芯片根据所述第一触发信号与所述第二触发信号对所述开关进行动作,并在所述第一节点输出互锁信号,或者,响应所述第五电压向所述开关驱动芯片发送第二停止信号,以使所述开关驱动芯片根据所述第一停止信号与所述第二停止信号处于非工作状态。

    26、可选地,所述第一开关电路包括第三三极管,所述第三三极管的基极用于检测所述第三节点的电压,发射极电连接在所述第一信号端,集电极接地;

    27、所述第二开关电路包括第四三极管,所述第四三极管的基极用于检测所述第三节点的电压,发射极电连接在所述第二信号端,集电极接地。

    28、可选地,,所述互锁电路还包括状态检测电路,所述状态检测电路在预设的第一节点与所述开关控制电路电连接且还与所述控制单元电连接,用于检测所述开关的开关状态。

    29、可选地,所述控制单元包括至少两个开关控制器,一所述开关控制器对应一所述开关互锁单元,所述开关控制器分别与所述开关互锁单元中所有互锁电路电连接。

    30、在第二方面,本技术实施例提供一种充电桩,,包括:

    31、充电终端;

    32、上述的充电主机,所述充电主机与所述充电终端电连接。

    33、与现有技术相比较,在本技术实施例的充电主机中,每个开关矩阵单元包括互相并联的至少两个开关,开关矩阵单元中各开关都配置开关编号,相同开关编号但分属不同开关矩阵单元的各开关电连接在同一个功率输出单元的母线上,控制单元用于发送动作信号,一开关互锁单元对应一开关矩阵单元,每个开关互锁单元包括至少两个互锁电路,一互锁电路与一开关电连接且还与控制单元电连接,锚定相同开关编号但分属不同开关互锁单元的各互锁电路电连接在同一条闭锁总线上,目标互锁电路响应动作信号,控制目标开关进行动作且通过闭锁总线传输互锁信号,参考互锁电路响应互锁信号控制参考开关不进行动作,因此,分属不同开关矩阵单元却锚定同一个功率输出单元的不同开关不会同时动作,只有收到动作信号对应的开关方可动作,没有收到动作信号对应的开关自动不动作,因此,上述两类开关进入互锁状态,如此可避免分属不同开关矩阵单元却锚定同一个功率输出单元中不同开关出现同时动作,而出现短路现象,进而提高充电主机的安全性和工作可靠性。另外,本技术实施例采用硬件电路方式完成上述互锁操作,相对软件互锁方式,硬件互锁方式的速度更快,互锁效率更高。


    技术特征:

    1.一种充电主机,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的充电主机,其特征在于,所述互锁电路包括:

    3.根据权利要求2所述的充电主机,其特征在于,所述互锁触发电路包括:

    4.根据权利要求3所述的充电主机,其特征在于,所述偏置控制电路包括第一三极管,所述第一三极管的基极用于检测所述第一节点的电压,发射极接地,集电极电连接在所述第二节点,当所述第一三极管检测到所述互锁信号时,所述第一三极管进入导通状态以将所述第二节点的电压偏置成第二电压;当所述第一三极管在所述第一节点检测到所述第一电压时,所述第一三极管进入关断状态以将所述第二节点的电压偏置成第三电压。

    5.根据权利要求3所述的充电主机,其特征在于,所述互锁反馈电路包括第二三极管,所述第二三极管的基极用于检测所述第二节点的电压,发射极接地,集电极电连接在所述第三节点,其中,所述第三节点被配置输入预设电压,当所述第二三极管在所述第二节点检测到所述第二电压时,所述第二三极管进入关断状态并通过所述第三节点传输第四电压,所述开关控制电路响应所述第四电压维持工作状态;当所述第二三极管在所述第二节点检测到所述第三电压时,所述第二三极管进入导通状态并通过所述第三节点传输第五电压,所述开关控制电路响应所述第五电压处于非工作状态。

    6.根据权利要求3所述的充电主机,其特征在于,所述信号传输电路包括:

    7.根据权利要求6所述的充电主机,其特征在于,所述信号隔离电路包括并联的第一二极管与第二二极管,所述第一二极管的正极与所述第二二极管的正极皆电连接在所述第一节点,所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极皆电连接在所述闭锁节点。

    8.根据权利要求3所述的充电主机,其特征在于,所述开关控制电路包括:

    9.根据权利要求8所述的充电主机,其特征在于,

    10.根据权利要求9所述的充电主机,其特征在于,

    11.根据权利要求2所述的充电主机,其特征在于,所述互锁电路还包括状态检测电路,所述状态检测电路在预设的第一节点与所述开关控制电路电连接且还与所述控制单元电连接,用于检测所述开关的开关状态。

    12.根据权利要求1至11任一项所述的充电主机,其特征在于,所述控制单元包括至少两个开关控制器,一所述开关控制器对应一所述开关互锁单元,所述开关控制器分别与所述开关互锁单元中所有互锁电路电连接。

    13.一种充电桩,其特征在于,包括:


    技术总结
    本申请实施例涉及充电桩技术领域,公开一种充电主机及充电桩。充电主机包括功率输出单元、开关矩阵单元、控制单元及开关互锁单元。开关矩阵单元中各开关都配置开关编号。开关互锁单元包括至少两个互锁电路,锚定相同开关编号但分属不同开关互锁单元的各互锁电路电连接在同一条闭锁总线上,目标互锁电路响应动作信号,控制目标开关进行动作且通过闭锁总线传输互锁信号,参考互锁电路响应互锁信号控制参考开关不进行动作。本实施例避免分属不同开关矩阵单元却锚定同一个功率输出单元中不同开关出现同时动作而出现短路现象,并采用硬件电路方式完成上述互锁操作,互锁效率高。

    技术研发人员:马琳,尹强,周倩
    受保护的技术使用者:深圳市道通合创数字能源有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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