CN108233495A - 充电***及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本公开关于一种充电***及其控制方法，充电***包含供电设备、充电模块及电池模块，充电模块可分离地与供电设备耦接，且与电池模块耦接，并包含电能转换模块、电压调整模块及充电控制模块，其中，供电设备与充电模块耦接时，充电模块的电能转换模块进行反向电能转换，以利用电池模块的电能来对总线电容进行预充电，当总线电容的电压因预充电而高于或等于第一门限值时，是调整充电模块内的调整端的电压，进而使充电***处于正常工作模式。本公开提供的充电***可避免充电***内部电子器件因较大的启动冲击电流而损坏。

Description

充电***及其控制方法
技术领域
本公开涉及充电技术领域，具体而言，涉及一种于启动时通过电池模块对总线电容进行预充电的充电***及其控制方法。
背景技术
随着科技的发展，充电***所应用的领域更加广泛，例如，应用于与电动汽车相关的领域。
以应用于与电动汽车相关的领域的充电***而言，由于充电***内是存在总线电容，因此充电***于启动并接收输入交流电能的瞬间，交流电能便对总线电容进行充电，进而产生较大的启动冲击电流，而该较大的启动冲击电流易造成充电***内部电子器件的损坏。
为了克服上述问题，目前的充电***还额外包含设置于该充电***的输入端且相互并联的交流继电器与限流电阻，当充电***启动并接收交流输入电能时，继电器是断开，使较大的启动冲击电流流经限流电阻，以通过限流电阻进行限流，而当充电***启动完成后，继电器则切换为导通，使充电***经由继电器接收交流输入电能。
然上述的充电***由于需额外设置交流继电器与限流电阻，导致生产成本的提升。且因交流继电器可靠性差及使用寿命短，亦导致充电***容易损坏。更甚者，由于大功率的交流继电器尚未问世，因此当充电***需应用于大功率的环境中时，上述使用交流继电器与限流电阻的方法便无法使用。
因此，如何发展一种克服上述缺点的充电***及其控制方法，实为目前迫切的需求。
发明内容
本公开的目的在于提供一种充电***，俾解决传统充电***因需额外设置交流继电器与限流电阻，导致生产成本的提升、容易损坏及无法应用于大功率的环境等缺失。
为达前述目的，本公开的一较佳实施方式为提供一种充电***，包含：供电设备，包含第一电能传输端、第二电能传输端、第一信号输出端及供电控制模块，第一电能传输端接收交流电能，供电控制模块接收第一信号输出端的信号；连接确认模块，包含第二信号输出端；电池模块；充电模块，充电模块的第三电能传输端可分离地与供电设备的第二电能传输端连接，并包含直流/直流转换模块、电压调整模块、总线电容及充电控制模块，直流/直流转换模块具有双向电能转换功能，电连接于总线电容与充电模块的第四电能传输端之间，而第四电能传输端与电池模块连接，电压调整模块的调整端可分离地与第一信号输出端连接，电压调整模块用以选择性地调整调整端上的电压，充电控制模块接收第二信号输出端及调整端的电压，且检测电池模块的电压；主控制模块，与充电模块及第二信号输出端连接，用以接收充电模块的反馈信号及第二信号输出端的信号；其中，于充电模块与供电设备连接而充电控制模块检测到电池模块有非零电压且检测到调整端上的电压峰值为给定电压时，充电控制模块控制直流/直流转换模块进行反向电能转换，以将电池模块的电能转换而对总线电容进行预充电，且充电控制模块于检测到总线电容的电压高于或等于第一门限值时，控制电压调整模块调整调整端上的电压，以对应使调整端的电压朝第二门限值调整，且于供电控制模块检测到第一信号输出端的电压等于第二门限值时，判断充电***处于正常工作模式。
为达前述目的，本公开的另一较佳实施方式为提供一种控制方法，适用于充电***，充电***包含供电设备、充电模块以及电池模块，供电设备包含第一信号输出端以及供电控制模块，充电模块可分离地与供电设备连接，并包含直流/直流转换模块、电压调整模块、充电控制模块及总线电容，直流/直流转换模块电连接于总线电容与电池模块之间，电压调整模块的调整端可分离地通过二极管与第一信号输出端连接，电压调整模块用以选择性地调整调整端上的电压，电池模块可分离地与充电模块连接，控制方法包含步骤：(a)于电池模块与充电模块连接时，充电模块的充电控制模块检测电池模块是否有非零电压以及检测调整端上的电压峰值是否为给定电压，若检测的结果为电池模块有非零电压以及调整端上的电压峰值为给定电压时则执行步骤(b)，若检测的结果为电池模块不具有非零电压或者调整端上的电压峰值不为给定电压时，充电控制模块判断充电***为异常而产生通知信号；(b)充电控制模块控制直流/直流转换模块进行反向电能转换，以将电池模块的电能转换而对总线电容进行预充电；(c)充电控制模块检测总线电容的电压是否高于或等于第一门限值，若检测的结果为总线电容的电压高于或等于第一门限值，则执行步骤(d)，若总线电容的电压低于第一门限值，则再次执行步骤(b)；(d)充电控制模块控制电压调整模块调整调整端上的电压峰值，以对应使调整端的电压峰值朝第二门限值调整并执行步骤(e)；(e)充电控制模块检测调整端的电压峰值是否等于第二门限值，若调整端的电压峰值等于第二门限值，充电控制模块判断充电***处于正常工作模式，若调整端的电压峰值不等于第二门限值，充电控制模块判断充电***为异常而产生通知信号。
附图说明
图1为本公开较佳实施例的充电***的模块结构示意图。
图2为图1所示的充电***的细节模块结构示意图。
图3为图2所示的供电设备的细节模块结构示意图。
图4为图2所示的直流/直流转换模块的细节模块结构示意图。
图5为图2所示的连接确认模块的细节模块结构示意图。
图6为本公开较佳实施例的充电***的控制方法的流程图。
图7为图6所示的控制方法的一变化例。
图8为图6所示的控制方法的另一变化例。
图9为图6所示的步骤S5后的控制方法流程图。
图10为图7所示的步骤S5后的另一控制方法流程图。
附图标记说明：
1：充电***
2：供电设备
3：充电模块
4：电池模块
5：连接确认模块
6：主控制模块
21：第一电能传输端
22：第二电能传输端
23：第一信号输出端
24：供电控制模块
25：第一开关模块
25a：第一开关
25b：第二开关
31：第三电能传输端
32：第四电能传输端
33：电能转换模块
34：电压调整模块
35：充电控制模块
36：继电器
331：总线电容
332：直流/直流转换模块
333：交流/直流转换模块
341：调整端
342：第一电阻
343：第二开关模块
344：第二电阻
345：第三开关模块
51：第二信号输出端
52：第三电阻
53：第四开关模块
54：RC模块
AC：交流电能
Qp1-Qp4：第一开关管
Qs1-Qs4：第二开关管
T：变压器
f1：初级绕组
f2：次级绕组
G：接地端
S1、S2、S3、S4、S5、S6、S10、S50、S0、S0’、S1’、S6、S60、S7、S8、S80、S9、S6b：控制方法的步骤
具体实施方式
体现本公开特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作对其进行说明用，而非用于限制本公开。
图1为本公开较佳实施例的充电***的结构示意图。如图1所示，本公开的充电***1可为但不限于应用于电动车领域中，且包含供电设备2、充电模块3、电池模块4、连接确认模块5以及主控制模块6。
供电设备2可为但不限于为一电动车供应设备(Electric Vehicle SupplyEquipment,EVSE)，其可分离地与充电模块3耦接，且包含第一电能传输端21、第二电能传输端22、第一信号输出端23以及供电控制模块24。其中第一电能传输端21接收交流电能AC。第一信号输出端23输出给定电压。供电控制模块24接收第一信号输出端23上的给定电压。
连接确认模块5包含第二信号输出端51，其中连接确认模块5输出电压至第二信号输出端51上，且第二信号输出端51上的电压是依据供电设备2与充电模块3是为连接或分离而产生对应的变化。
充电模块3可为但不限于为一车载充电机(On Board Charger Module,OBCM)，且可分离地与供电设备2耦接，并与电动车内的电池模块4耦接，充电模块3是可对电池模块4进行充电，并包含第三电能传输端31、第四电能传输端32、电能转换模块33、电压调整模块34及充电控制模块35。
第三电能传输端31可分离地与供电设备2的第二电能传输端22耦接，第四电能传输端32与电池模块4耦接。
电能转换模块33电连接于第三电能传输端31与第四电能传输端32之间，且包含交流/直流转换模块333、总线电容331以及直流/直流转换模块332，其中直流/直流转换模块332与总线电容331电连接，且直流/直流转换模块332电连接于总线电容331与第四电能传输端32之间，直流/直流转换模块332具有双向电能转换功能，其中双向电能转换中的正向电能转换是指直流/直流转换模块332将直流/直流转换模块332所接收的电能，例如总线电容331输出的电压，进行转换，而反向电能转换是指直流/直流转换模块332将第四电能传输端32所接收的电能，例如电池模块4所传来的电池电能，进行转换。
电压调整模块34与接地端G电连接，且包含调整端341，调整端341可分离地与第一信号输出端23耦接，电压调整模块34用以选择性地调整调整端341上的电压。
充电控制模块35与电能转换模块33、电压调整模块34及电池模块4耦接，且与调整端341及第二信号输出端51耦接，充电控制模块35用以检测第二信号输出端51上的电压、调整端341上的电压峰值以及电池模块4的电压。
其中，于上述实施例中，充电控制模块35以第二信号输出端51的电压是否等于一设定电压来判断充电模块3是否与供电设备2连接。
其中，于充电模块3的第三电能传输端31及调整端341分别与供电设备2的第二电能传输端22及第一信号输出端23开始耦接，而电能转换模块33尚未运行时，若充电控制模块35检测到电池模块4有一非零的电压，充电控制模块35检测到调整端341上的电压峰值为给定电压且第二信号输出端51为设定电压时，充电控制模块35控制直流/直流转换模块332进行反向电能转换，使直流/直流转换模块332将第四电能传输端32所接收到的电池模块4的电能进行转换而对总线电容331进行预充电。另外，于充电模块3的第三电能传输端31及调整端341分别与供电设备2的第二电能传输端22及第一信号输出端23开始耦接，而电能转换模块33尚未运行时，若充电控制模块35检测到电池模块4具有零电压或检测到调整端341上的电压峰值不为给定电压时，充电控制模块35判断充电***1为异常而产生通知信号。
当充电控制模块35检测到总线电容331的电压高于或等于第一门限值时，例如因预充电所造成时，充电控制模块35控制电压调整模块34调整调整端341上的电压峰值，以对应使调整端341上的电压峰值朝第二门限值调整。反之，当充电控制模块35检测到总线电容331的电压低于第一门限值时，充电控制模块35控制电压调整模块34不调整调整端341上的电压峰值。
此外，于上述充电控制模块35控制电压调整模块34调整调整端341上的电压峰值，以对应使调整端341上的电压峰值朝第二门限值调整时，充电控制模块35更检测调整端341的电压峰值且供电控制模块24亦检测第一信号输出端23的电压，当充电控制模块35检测到调整端341的电压峰值等于第二门限值时，充电控制模块35便判断充电***1处于一正常工作模式，例如由第二电能传输端22所输出的交流电能AC，进行转换，而当供电控制模块24检测到第一信号输出端23的电压亦等于第二门限值时，供电控制模块24同样判断充电***1处于正常工作模式，其中正常工作模式是指充电***1以经进入准备对电池模块4进行充电的阶段。当充电控制模块35控制电压调整模块34调整调整端341上的电压峰值，以对应使调整端341上的电压峰值朝第二门限值调整时，若充电控制模块35检测到调整端341的电压峰值不等于第二门限值，充电控制模块35便判断充电***1为异常而产生通知信号。主控制模块6与充电模块3连接，其接收充电模块3的反馈信号及第二信号输出端51的电压，其中主控制模块6通过反馈信号得知充电***1是否处于正常工作模式，且反馈信号可由充电模块3的内部电路，例如由充电控制模块35所产生，而主控制模块6可通过第二信号输出端51的电压是否等于设定电压来判断充电模块3是否与供电设备2连接。
另外，当充电***1处于正常工作模式且充电模块3与供电设备2连接时,充电模块3进行自身状态检测，若检测无故障并满足正常工作模式时时，充电控制模块35便控制电压调整模块34调整调整端341上的电压峰值，以对应使调整端341的电压峰值朝第三门限值调整，此外，充电控制模块35还控制电能转换模块33进行正向电能转换，否则充电控制模块35将判断充电***1为异常而产生通知信号。
图2为图1所示的充电***的细节模块结构示意图。如图2所示，供电设备2还包含第一开关模块25。第一开关模块25电连接于第一电能传输端21与第二电能传输端22之间，用以进行导通或截止的切换，使第一电能传输端21与第二电能传输端22之间的路径对应为导通或截止。供电控制模块24包含第一输出端及第二输出端，其中供电控制模块24的第一输出端与第一开关模块25的控制端电连接，供电控制模块24通过第一输出端控制该第一开关模块25进行导通或截止的运行，供电控制模块24的第二输出端与第一信号输出端23电连接，供电控制模块24是用以由第二输出端传输给定电压至第一信号输出端23。
此外，当供电控制模块24检测到第一信号输出端23的电压等于第三门限值时，供电控制模块24控制第一开关模块25导通，使交流电能AC由第一电能传输端21及第一开关模块25而传输至第二电能传输端22，同时，电能转换模块33是受充电控制模块35的控制而进行正向电能转换，使交流/直流转换模块333将第三电能传输端31所接收到的电能，例如由第二电能传输端22所输出的交流电能AC，进行转换而对电池模块4充电。反之，当供电控制模块24检测到第一信号输出端23的电压不等于第三门限值时，供电控制模块24控制第一开关模块25进行截止，使交流电能AC无法经由第一电能传输端21传输至第二电能传输端22。
由上可知，本公开的充电***1于启动时，亦即充电模块3的第三电能传输端31及调整端341分别与供电设备2的第二电能传输端22及第一信号输出端23耦接，而充电控制模块35检测到电池模块4有一非零的电压，检测到调整端341上的电压峰值为给定电压且第二信号输出端51为设定电压时，电能转换模块33进行反向电能转换，以利用电池模块4的电能对总线电容331进行预充电，如此一来，当供电设备2输出交流电能AC而直流/直流转换模块332开始进行正向电能转换，以对电池模块4进行充电时，由于总线电容331的电压因预充电已达到了预设的电压值，故无需较大的电流对总线电容331进行充电，进而使得启动冲击电流得以限制，如此一来，可避免充电***1内部电子器件因较大的启动冲击电流而损坏，且因充电***1无需额外设置交流继电器与限流电阻，故充电***1的生产成本可降低且不易损坏，更甚者，本公开的充电***1可应用于大功率的环境中。
另外，于一些实施例中，电能转换模块33还包含交流/直流转换模块333。交流/直流转换模块333电连接于第三电能传输端31与总线电容331之间且与充电控制模块35电连接，并可为但不限于包含无桥功率因数校正(Bridgeless PFC)模块，交流/直流转换模块333受充电控制模块35的控制而进行运行，以将第三电能传输端31所接收到的电能，例如由第二电能传输端22所输出的交流电能AC，转换为直流总线电压。当然，交流/直流转换模块333亦可为双向，即交流/直流转换模块333除了可将第三电能传输端31所接收到的电能进行转换外，亦可将总线电容331上的直流总线电压进行转换，而于第三电能传输端31输出。至于直流/直流转换模块332则于被充电控制模块35控制而进行正向电能转换时，将经由总线电容331稳压的直流总线电压进行转换，进而对电池模块4充电。
电压调整模块34包含第一电阻342与第二开关模块343。第一电阻342与第二开关模块343彼此串联连接，且第一电阻342与第二开关模块343的串联结构亦电连接于接地端G及调整端341之间，其中，第二开关模块343的控制端与充电控制模块35电连接，第二开关模块343是受充电控制模块35的控制而进行导通或截止的切换，其中于充电控制模块35检测到总线电容331的电压高于或等于第一门限值时，第二开关模块343是被充电控制模块35控制为导通，此时由于接地端G与调整端341之间的路径为导通，故第一电阻342可拉低调整端341上的电压峰值，以对应使第一信号输出端23的电压等于第二门限值。另外，于充电控制模块35检测到总线电容331的电压低于第一门限值时，第二开关模块343是被充电控制模块35控制为截止，此时由于接地端G与调整端341之间的路径为断开，故第一电阻342便无法拉低调整端341上的电压峰值，进而使调整端341维持原本的电压峰值。
另外，电压调整模块34还包含第二电阻344与第三开关模块345。第二电阻344与第三开关模块345彼此串联连接，且第二电阻344与第三开关模块345的串联结构亦电连接于接地端G及调整端341之间，并且与第一电阻342与第二开关模块343的串联结构并联连接，其中，第三开关模块345的控制端与充电控制模块35电连接，第三开关模块345是受充电控制模块35的控制而进行导通或截止的切换，其中充电模块3进行自身状态检测，若检测无故障并满足该正常工作模式时，第三开关模块345是被充电控制模块35控制为导通，此时由于接地端G与调整端341之间的路径为导通，故第二电阻344可拉低调整端341上的电压峰值，以对应使第一信号输出端23的电压等于第三门限值，另外，当供电控制模块24控制充电模块3进行自身状态检测，若检测故障或不满足该正常工作模式时，第三开关模块345是被充电控制模块35控制为截止，此时由于接地端G与调整端341之间的路径为断开，故第二电阻344便无法拉低调整端341上的电压峰值，进而使调整端341维持原本的电压峰值。
于一些实施例中，电压调整模块34的调整端341可分离地通过一二极管(未图示)与第一信号输出端23连接。
另外，于一些实施例中，充电***1更可包含继电器36，其电连接于电池模块4与充电模块3之间，用以导通或断开充电模块3与电池模块4间的连线。
图3为图2所示的供电设备的细节模块结构示意图。如图3所示，第一开关模块25更可包含第一开关25a及第二开关25b，第一开关25a电连接于第一电能传输端21的正路径及第二电能传输端22的正路径之间，第二开关25b电连接于第一电能传输端21的负路径及第二电能传输端22的负路径之间，第一开关25a及第二开关25b是受供电控制模块24的控制而进行导通或截止的切换。当第一开关25a及第二开关25b导通时，交流电能AC经由第一电能传输端21传输至第二电能传输端22，当第一开关25a及第二开关25b截止时，交流电能AC便无法经由第一电能传输端21传输至第二电能传输端22。
图4为图2所示的直流/直流转换模块的细节模块结构示意图。如图4所示，直流/直流转换模块332包含第一开关管Qp1至Qp4、第二开关管Qs1至Qs4及变压器T，其中第一开关管Qp1至Qp4电连接于总线电容331与变压器T的初级绕组f1之间，第二开关管Qs1至Qs4电连接于电池模块4与变压器T的次级绕组f2之间，第一开关管Qp1至Qp4及第二开关管Qs1至Qs4是受充电控制模块35的控制而进行导通或截止的切换，进而使直流/直流转换模块332进行反向电能转换或正向电能转换。
图5为图2所示的连接确认模块的细节模块结构示意图。如图5所示，连接确认模块5包含第三电阻52、第四开关模块53以及RC模块54。其中，第三电阻52与第四开关模块53并联连接，且第三电阻52与第四开关模块53并联后的电路的一端与地线电性连接，RC模块54可由电阻与电容相连接所构成的电路，RC模块54电连接于第三电阻52与第四开关模块53并联后的电路的另一端与第二信号输出端51之间。
于上述实施例中，给定电压可为但不限于为12V，第二门限值可为但不限于为9V，第三门限值可为但不限于为6V。以下将示范性说明本公开的充电***1的运行。
于充电***1于启动，且电池模块4与充电模块3连接后，此时充电模块3的充电控制模块35检测电池模块4是否有非零电压，同时检测到调整端341上的电压峰值是否为给定电压。当充电控制模块35检测到电池模块4不具有一非零电压或调整端341上的电压峰值不为给定电压时，充电控制模块35判断充电***1为异常而产生通知信号。
反之，当充电模块3的充电控制模块35检测到电池模块4有非零电压，且因第一信号输出端23所输出的给定电压是传送至调整端341而使充电控制模块35检测到调整端341上的电压峰值为给定电压时，充电控制模块35便控制电能转换模块33的直流/直流转换模块332进行反向电能转换，使总线电容331通过电池模块4进行预充电。
当充电控制模块35检测到总线电容331的电压已因预充电而高于或等于第一门限值时，充电控制模块35便控制电压调整模块34调整调整端341上的电压峰值朝向第二门限值调整，以对应使第一信号输出端23的电压峰值等于第二门限值。充电控制模块35控制电压调整模块34调整调整端341上的电压峰值朝向第二门限值调整，而充电控制模块35检测到调整端341的电压峰值不等于第二门限值时，充电控制模块35判断充电***1为异常而产生通知信号。反之，当充电控制模块35检测到调整端341的电压峰值等于第二门限值，充电控制模块35便判断充电***1处于正常工作模式。
此外，供电控制模块24亦根据第一信号输出端23的电压而判断充电***1处于正常工作模式，故供电控制模块24便进行自身检查，当自身检查无故障后，供电控制模块24发出为例如9V的脉冲宽度调制信号至充电控制模块35，使充电控制模块35进行自身状态检测，若充电控制模块35检测无故障并满足正常工作模式时，充电控制模块35便控制电压调整模块34调整调整端341上的电压峰值，以对应使调整端341的电压峰值朝第三门限值调整。而于供电控制模块24检测到第一信号输出端23的电压等于第三门限值时，供电控制模块24控制第一开关模块25导通，使交流电能AC由供电设备2的第二电能传输端22输出至第三电能传输端31。充电控制模块35便控制电能转换模块33进行正向电能转换，使电能转换模块33将供电设备2输出的交流电能AC进行转换而对电池模块4充电。
图6为本公开较佳实施例的充电***的控制方法流程图，如图6所示，首先，执行步骤S1，于电池模块4与充电模块3连接而电能转换模块33尚未运行时，充电模块3的充电控制模块35检测电池模块4是否有一非零电压以及检测该调整端341上的电压峰值是否为一给定电压。若检测的结果为电池模块4不具有非零电压或者调整端341上的电压峰值不为给定电压时，则执行步骤S50，即充电控制模块35判断充电***1为异常而产生通知信号。
反之，若步骤S1的检测的结果为电池模块4有非零电压以及调整端341上的电压峰值为给定电压时，则执行步骤S2，即充电控制模块35控制直流/直流转换模块332进行反向电能转换，以将电池模块4的电能转换而对总线电容331进行预充电。再来于步骤S2执行完后，执行步骤S3，即充电控制模块35检测总线电容331的电压是否高于或等于第一门限值。若总线电容331的电压低于第一门限值，则再次执行步骤S2。反之，若步骤S3的检测的结果为总线电容331的电压高于或等于第一门限值时，则执行步骤S4，即充电控制模块35控制电压调整模块34调整调整端341上的电压峰值，以对应使调整端341的电压峰值朝第二门限值调整。再来于步骤S4执行完后，执行步骤S5，即充电控制模块35检测调整端341的电压峰值是否等于第二门限值。若步骤S5的检测结果为调整端341的电压峰值不等于第二门限值时，则执行步骤S50，即充电控制模块35判断充电***1为异常而产生通知信号。反之，若步骤S5的检测结果为调整端341的电压峰值等于第二门限值时，则执行步骤S6，即充电控制模块35判断充电***1处于正常工作模式。
于一些实施例中，于步骤S4中，充电控制模块35控制第二开关模块342导通，以控制电压调整模块34调整调整端341上的电压峰值，以对应使第一信号输出端23的电压朝第二门限值调整。
于一些实施例中，如图7所示，于步骤S1之前还包含步骤S0，即充电控制模块35检测第二信号输出端51的电压是否等于设定电压。若步骤S0的检测结果为第二信号输出端51的电压符合设定电压时，则执行步骤S1。反之，若步骤S0的侦结果为第二信号输出端51的电压不符合设定电压时，则再次执行步骤S0。
于一些实施例中，如图8所示，于步骤S1之前还包含步骤S0’。其中即判断充电***1是否包含继电器(例如图2所示的继电器36)。此外，若步骤S0’判断结果为充电***1包含继电器36，则执行步骤S1’，即闭合继电器36。当步骤S1’执行完后，则执行步骤S1。另外，若步骤S0’判断结果为充电***1包含继电器36，则继续执行步骤S1。
图9为图6所示的步骤S5后的控制方法流程图，如图9所示，首先，执行步骤S6，充电模块3进行自身状态检测。若步骤S6检测结果为有故障，则执行步骤S60，即判断充电***1为异常而产生通知信号。反之，若步骤S6的检测结果为无故障，则执行步骤S7，即充电控制模块35控制电压调整模块34调整调整端341上的电压峰值，以对应使调整端341的电压峰值朝第三门限值调整。再来于步骤S7执行完后，执行步骤S8，即供电控制模块24检测第一信号输出端23的电压是否等于第三门限值。若步骤S8的检测的结果为第一信号输出端23的电压不等于第三门限值时，则执行步骤S80，即判断充电***1为异常而产生通知信号。反之，步骤S8的若检测的结果为第一信号输出端23的电压等于第三门限值时，则执行步骤S9，即供电控制模块24控制第一开关模块25导通。
于一些实施例中，如图10所示，于步骤S6及步骤S7之间，还包含步骤S6b，且当步骤S6的检测结果为无故障时，则执行步骤S6b，充电控制模块35控制第三开关模块345导通，并继续执行步骤S7。
综上所述，本公开公开一种充电***及其控制方法，该充电***于启动而供电设备与充电模块耦接时，控制内部的电能转换模块进行反向电能转换，以利用电池模块的电能来对总线电容进行预充电，如此一来，当供电设备输出交流电能而电能转换模块开始进行正向电能转换，以对电池模块进行充电时，由于总线电容的电压因预充电已达到了预设的电压值，故交流电能无需较大的电流对总线电容进行充电，进而使得启动冲击电流得以限制，如此一来，可避免充电***内部电子器件会因较大的启动冲击电流而损坏，且因充电***无需额外设置交流继电器与限流电阻，故充电***的生产成本可降低且不易损坏，更甚者，本公开的充电***更可应用于大功率的环境中。

Claims (20)

1.一种充电***，其特征在于，包含：
一供电设备，包含一第一电能传输端、一第二电能传输端、一第一信号输出端及一供电控制模块，该第一电能传输端接收一交流电能，该供电控制模块接收该第一信号输出端的信号；
一连接确认模块，包含一第二信号输出端；
一电池模块；
一充电模块，该充电模块的一第三电能传输端可分离地与该供电设备的该第二电能传输端连接，并包含一直流/直流转换模块、一电压调整模块、一总线电容及一充电控制模块，该直流/直流转换模块具有双向电能转换功能，电连接于该总线电容与该充电模块的一第四电能传输端之间，而该第四电能传输端与该电池模块连接，该电压调整模块的一调整端可分离地与该第一信号输出端连接，该电压调整模块用以选择性地调整该调整端上的电压，该充电控制模块接收该第二信号输出端及该调整端的电压，且检测该电池模块的电压；
一主控制模块，与该充电模块及该第二信号输出端连接，用以接收该充电模块的一反馈信号及该第二信号输出端的信号；
其中，于该充电模块与该供电设备连接而该充电控制模块检测到该电池模块有一非零电压且检测到该调整端上的电压峰值为一给定电压时，该充电控制模块控制该直流/直流转换模块进行反向电能转换，以将该电池模块的电能转换而对该总线电容进行预充电，且该充电控制模块于检测到该总线电容的电压高于或等于一第一门限值时，控制该电压调整模块调整该调整端上的电压，以对应使该调整端的电压朝一第二门限值调整，且于该供电控制模块检测到该第一信号输出端的电压等于该第二门限值时，判断该充电***处于一正常工作模式。
2.如权利要求1所述的充电***，其中该充电控制模块检测该第二信号输出端的电压，并以该第二信号输出端的电压是否等于一设定电压来判断该充电模块是否与该供电设备连接。
3.如权利要求1所述的充电***，其中该供电设备还包含一第一开关模块，该第一开关模块电连接于该第一电能传输端与该第二电能传输端之间，该第一开关模块的一控制端与该供电控制模块的一第一输出端电连接，该供电控制模块控制该第一开关模块进行导通或截止的运行。
4.如权利要求3所述的充电***，其中当该充电***处于该正常工作模式时，该充电控制模块控制该电压调整模块调整该调整端上的电压，以对应使该调整端的电压峰值朝一第三门限值调整，且于该供电控制模块检测到该第一信号输出端的电压等于该第三门限值时，该供电控制模块控制该第一开关模块导通。
5.如权利要求3所述的充电***，其中该第一开关模块还包含一第一开关及一第二开关，该第一开关系电连接于该第一电能传输端的正路径及该第二电能传输端的正路径之间，该第二开关系电连接于该第一电能传输端的负路径及该第二电能传输端的负路径之间，该第一开关及该第二开关系受该供电控制模块的控制而进行导通或截止的切换。
6.如权利要求1所述的充电***，其中该充电模块还包含一交流/直流转换模块，电连接于该第三电能传输端与该总线电容之间且与该充电控制模块电连接，该交流/直流转换模块是受该充电控制模块的控制而将该第三电能传输端所接收到的电能转换为一直流总线电压。
7.如权利要求6所述的充电***，其中该交流/直流转换模块还包含一无桥功率因数校正模块。
8.如权利要求6所述的充电***，其中该直流/直流转换模块的运行是受该充电控制模块控制，且该直流/直流转换模块于进行正向电能转换时，将经由该总线电容稳压的该直流总线电压进行转换，以对该电池模块充电，而该直流/直流转换模块于进行反向电能转换时，将该第四电能传输端所接收的该电池模块的电能进行转换，以对该总线电容预充电。
9.如权利要求8所述的充电***，其中该直流/直流转换模块还包含多个第一开关管、多个第二开关管及一变压器，其中该多个第一开关管电连接于该总线电容与该变压器的一初级绕组之间，该多个第二开关管电连接于该第四电能传输端与该变压器的一次级绕组之间，该多个第一开关管及该多个第二开关管是受该充电控制模块的控制而进行导通或截止的切换。
10.如权利要求1所述的充电***，其中该电压调整模块包含一第一电阻与一第二开关模块，该第一电阻与该第二开关模块彼此串联连接，且该第一电阻与该第二开关模块的串联结构电连接于一接地端及该调整端之间，其中该第二开关模块受该充电控制模块的控制而进行导通或截止的切换。
11.如权利要求10所述的充电***，其中该充电控制模块于检测到当该总线电容的电压高于或等于该第一门限值时，控制该第二开关模块导通。
12.如权利要求11所述的充电***，其中该电压调整模块还包含一第二电阻与一第三开关模块，该第二电阻与该第三开关模块彼此串联连接，且该第二电阻与该第三开关模块的串联结构电连接于一第二接地端及该调整端之间且与该第一电阻与该第二开关模块的串联结构并联连接，其中该第三开关模块受该充电控制模块的控制而进行导通或截止的切换。
13.如权利要求4所述的充电***，其中该给定电压为12V，该第二门限值为9V，及该第三门限值为6V。
14.如权利要求1所述的充电***，其还包括一继电器，与该电池模块及该充电模块电连接。
15.一种控制方法，适用于一充电***，该充电***包含一供电设备、一充电模块以及一电池模块，该供电设备包含一第一信号输出端以及一供电控制模块，该充电模块可分离地与该供电设备连接，并包含一直流/直流转换模块、一电压调整模块、一充电控制模块及一总线电容，该直流/直流转换模块电连接于该总线电容与该电池模块之间，该电压调整模块的一调整端可分离地通过一二极管与该第一信号输出端连接，该电压调整模块用以选择性地调整该调整端上的电压，该电池模块可分离地与该充电模块连接，该控制方法包含步骤：
步骤(a)于该电池模块与该充电模块连接时，该充电控制模块检测该电池模块是否有一非零电压以及检测该调整端上的电压峰值是否为一给定电压，若检测的结果为该电池模块有该非零电压以及该调整端上的电压峰值为该给定电压时则执行步骤(b)，若检测的结果为该电池模块不具有该非零电压或者该调整端上的电压峰值不为该给定电压时，该充电控制模块判断该充电***为异常而产生一通知信号；
步骤(b)该充电控制模块控制该直流/直流转换模块进行反向电能转换，以将该电池模块的电能转换而对该总线电容进行预充电；
步骤(c)该充电控制模块检测该总线电容的电压是否高于或等于一第一门限值，若检测的结果为该总线电容的电压高于或等于该第一门限值，则执行步骤(d)，若该总线电容的电压低于该第一门限值，则再次执行步骤(b)；
步骤(d)该充电控制模块控制该电压调整模块调整该调整端上的电压，以对应使该调整端的电压峰值朝一第二门限值调整并执行步骤(e)；
步骤(e)该充电控制模块检测该调整端的电压是否等于该第二门限值，若该调整端的电压峰值等于该第二门限值，该充电控制模块判断该充电***处于一正常工作模式，若该调整端的电压峰值不等于该第二门限值，该充电控制模块判断该充电***为异常而产生该通知信号。
16.如权利要求15所述的控制方法，其中该充电***还包含一连接确认模块，且该连接确认模块包含一第二信号输出端，而于该步骤(a)之前还包含一步骤(a0)，该充电控制模块检测该第二信号输出端的电压峰值，以于该第二信号输出端的电压峰值符合一设定电压时判断该充电模块与该供电设备连接而执行该步骤(a)，否则再次执行步骤(a0)。
17.如权利要求15所述的控制方法，其中于该步骤(a)之前还包含一步骤(a1)，该充电***判断是否包含一继电器，其中该继电器串联于该充电模块与该电池模块之间，若该步骤(a1)的判断结果为包含该继电器，则闭合该继电器后执行步骤(a)，否则直接执行步骤(a)。
18.如权利要求15所述的控制方法，其中该充电模块还包含一第一电阻与一第二开关模块，该第一电阻与该第二开关模块彼此串联连接，且该第一电阻与该第二开关模块的串联结构电连接于一接地端及该调整端之间，于该步骤(d)中，若检测的结果为该总线电容的电压高于或等于该第一门限值，该充电控制模块控制该第二开关模块导通，以控制该电压调整模块调整该调整端上的电压峰值，以对应使该调整端的电压朝该第二门限值调整。
19.如权利要求15所述的控制方法，其中该供电设备还包含一第一电能传输端、一第二电能传输端以及一第一开关模块，该第一电能传输端接收一交流电能，该第二电能传输端可分离地与该充电模块连接，该第一开关模块电连接于该第一电能传输端与该第二电能传输端之间，且于该步骤(e)中该充电控制模块判断该充电***处于该正常工作模式后，还于该步骤(e)后包含步骤：
步骤(f)该充电模块进行自身状态检测，若检测结果为无故障，则执行步骤(g)，否则判断该充电***为异常而产生该通知信号；
步骤(g)该充电控制模块控制该电压调整模块调整该调整端上的电压，以对应使该调整端的电压峰值朝一第三门限值调整；以及
步骤(h)该供电控制模块检测该第一信号输出端的电压峰值是否等于该第三门限值，若检测的结果为该第一信号输出端的电压等于该第三门限值时，该供电控制模块控制该第一开关模块导通，若检测的结果为该第一信号输出端的电压峰值不等于该第三门限值时，则判断该充电***为异常而产生一通知信号。
20.如权利要求19所述的控制方法，其中该充电模块还包含一第二电阻与一第三开关模块，该第二电阻与该第三开关模块彼此串联连接，且该第二电阻与该第三开关模块的串联结构电连接于一接地端及该调整端之间，其中于该步骤(f)中，若检测结果为无故障，则执行步骤(f1)，该充电控制模块控制该第三开关模块导通，并继续执行该步骤(g)。
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