本實用新型涉及充電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高功率因數(shù)充電樁。

背景技術(shù)：

電動汽車相比較以汽油作為動力的傳統(tǒng)汽車，在環(huán)境保護和節(jié)約能源等方面顯示出著突出的優(yōu)勢。電動汽車具有很多優(yōu)點，如污染氣體排放量少、高能效、低噪聲、低運行成本等，它所具有的這些優(yōu)點在緩解大氣污染及能源緊缺方面意義重大。

近幾年，對電動汽車的研究全世界正如火如荼地進行，人們希望電動汽車能取代傳統(tǒng)油耗汽車。隨著若干核心技術(shù)的攻克，近些年我國在電動汽車行業(yè)上已取得飛速發(fā)展，在某些領(lǐng)域已接近德、法、美等歐洲國家及日、韓等亞洲國家的水平。

電動汽車的市場化需要足夠的充電樁保證其續(xù)航能力。而充電樁的設(shè)計難點之一是充電電源的功率因數(shù)的提高，國外許多學(xué)者對電動汽車的充電電源的有源功率因數(shù)校正技術(shù)(APFC)展開了許多研究。

目前現(xiàn)有充電樁的功率因數(shù)和效率相對較低，交流輸入隔離型AC-DC充電樁的輸出電壓為額定電壓的50％～100％，并且輸出電流為額定電流時，功率因數(shù)為0.85，效率等于90％。造成電流和功率的損耗浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型實施例提供一種高功率因數(shù)充電樁，主要目的是提高充電樁的功率因數(shù)及效率。

為達到上述目的，本實用新型主要提供如下技術(shù)方案：

一方面，本實用新型提供了一種高功率因數(shù)充電樁，包括充電電路，所述充電電路包括輸入端的整流電路和輸出端的濾波電容，所述整流電路和濾波電容之間設(shè)有并聯(lián)開關(guān)電路作為功率因數(shù)校正電路，所述功率因數(shù)校正電路采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)進行控制，其中

所述整流電路輸出電壓U2、并聯(lián)開關(guān)電路輸出電容電壓Udc和給定電壓Uref構(gòu)成電壓外環(huán)，整流電路輸出電壓U2和并聯(lián)開關(guān)電路輸出電容電壓Udc與給定電壓Uref作比較來判斷輸出電壓是否與給定相同，不同則PI調(diào)節(jié)器進行調(diào)節(jié)；

并聯(lián)開關(guān)電路的電感電流i2與參考電流Iref構(gòu)成電流內(nèi)環(huán)，產(chǎn)生并聯(lián)開關(guān)電路的驅(qū)動信號PWM，當(dāng)并聯(lián)開關(guān)電路的開關(guān)管VT導(dǎo)通時，電感電流i2增加，電感電流i2等于參考電流Iref時開關(guān)管VT截止，并聯(lián)開關(guān)電路的二極管VD導(dǎo)通，電源與電感L釋放存儲的能量，同時給濾波電容C充電和向負載供電。

作為優(yōu)選，所述整流電路為全波整流橋電路。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下明顯的優(yōu)點和有益效果：

本實用新型的充電樁采用有源功率因數(shù)校正技術(shù)，在整流器與輸出電容器之間串聯(lián)有源功率控制器,使AC/DC變換器的輸入電流和輸入電壓為同頻同相的正弦波,功率因數(shù)>0.99，接近1，且輸出電壓穩(wěn)定。電源滿載效率>94％。

本實用新型提高電能質(zhì)量，減少電壓損失，改善設(shè)備運行條件，可保證設(shè)備在正常條件下工作，這就有利于安全生產(chǎn)。

本實用新型減少了無功功率的輸入，降低系統(tǒng)的能耗，從而能提高企業(yè)用電設(shè)備的利用率，可節(jié)約電能，降低生產(chǎn)成本，減少電費開支。

本實用新型可減少線路的功率損失及輸送同容量有功的電流，提高電網(wǎng)輸電效率。在實際用電過程中，提高負載的功率因數(shù)是最有效地提高電力資源利用率的方式。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的充電樁電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。在下述說明中，不同的“一實施例”或“實施例”指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點可由任何合適形式組合。

本實用新型實施例的高功率因數(shù)充電樁的充電電路主要由輸入端的整流電路、輸出端的濾波電容C和有源功率因數(shù)校正電路構(gòu)成，其中有源功率因數(shù)校正電路是在整流電路與濾波電容之間增加一個DC并聯(lián)開關(guān)變換電路。有源功率因數(shù)校正原理如下：選擇輸入電壓作為一個參考信號，使輸入電流跟隨電壓參考信號，實現(xiàn)輸入電流的低頻分量與輸入電壓為一個近似的同頻同相的正弦波形，以達到提高功率因數(shù)與抑制諧波的目的。與此同時，輸出電壓作為反饋信號，使其為近似平滑的直流流輸出電壓波形。

本實用新型諧波畸變率低，從而可以滿足高效率和高功率密度，并且電磁干擾更小，從而使得充電樁能夠更加可靠安全、穩(wěn)定的工作，保護車載充電電池。

圖1為本實用新型實施例的充電樁電路原理圖。參考圖1，一種高功率因數(shù)充電樁，包括充電電路，充電電路包括輸入端的整流電路和輸出端的濾波電容，所述整流電路和濾波電容之間設(shè)有并聯(lián)開關(guān)電路作為功率因數(shù)校正電路，所述功率因數(shù)校正電路采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)進行控制。

有源功率因數(shù)校正的控制原理如下：交流電源經(jīng)過整流后，對經(jīng)過二極管整流橋后輸出電流i2進行控制，使之與輸出端的濾波電容充電之前與整流后電壓U2的波形同頻同相。達到改善功率因數(shù)的目的。

本實用新型以二極管整流橋為整流電路，可實現(xiàn)AC/DC變換，同時電壓波形不會失真，在充電電路輸出端的濾波電容C之前是一個典型的Boost變換器(并聯(lián)開關(guān)電路)，其作用是實現(xiàn)DC/DC變換。Boost變換器的控制采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)控制。其中，整流電路輸出電壓U2、Boost變換器輸出電容電壓Udc與給定電壓Uref構(gòu)成電壓外環(huán)，升壓變換器輸出電容電壓Udc與給定電壓Uref作比較來判斷輸出電壓是否與給定相同，不同則PI調(diào)節(jié)器進行調(diào)節(jié)。

二極管整流橋后輸出電流i2(檢測的電感L的電流信號)與參考電流Iref構(gòu)成電流內(nèi)環(huán)，電流內(nèi)環(huán)產(chǎn)生Boost變換器的開關(guān)管VT的驅(qū)動信號PWM。當(dāng)開關(guān)管VT管導(dǎo)通時，電感L電流i2增加，電流i2增加至等于參考電流Iref時開關(guān)管VT截止，Boost變換器的二極管VD導(dǎo)通，電源與電感L釋放存儲的能量，同時給濾波電容C充電和向負載供電。

本實用新型可提高電能質(zhì)量，減少電壓損失，改善設(shè)備運行條件，可保證設(shè)備在正常條件下工作，這就有利于安全生產(chǎn)。減少了無功功率的輸入，降低系統(tǒng)的能耗，從而能提高企業(yè)用電設(shè)備的利用率，可節(jié)約電能，降低生產(chǎn)成本，減少電費開支。可減少線路的功率損失及輸送同容量有功的電流，提高電網(wǎng)輸電效率。在實際用電過程中，提高負載的功率因數(shù)是最有效地提高電力資源利用率的方式。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。