CN113991812B - 用于充电桩的升压电路、充电***以及充电控制方法 - Google Patents

用于充电桩的升压电路、充电***以及充电控制方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及充电桩充电技术领域，尤其涉及一种充电桩用的升压电路、充电***以及充电控制方法，其升压电路包括开关模块，开关模块包括第一开关模块以及至少一个第二开关模块，第一开关模块包括第一延时子模块以及第一开关子模块，第一延时子模块的输入端与MCU连接，第一延时子模块的输出端与第一开关子模块的输入端连接，至少一个第二开关模块的输入端与第一延时子模块的输出端级联连接，第一开关子模块的输出端以及第二开关模块的输出端均与负载的正极连接，负载的负极接地，第二开关模块与第一开关子模块的通断时间相等，使第一开关子模块与至少一个第二开关模块的通断时间保持一致，能够降低第一开关子模块与第二开关模块的控制要求和成本。

Description

用于充电桩的升压电路、充电***以及充电控制方法
技术领域
本发明涉及充电桩充电技术领域，尤其涉及一种充电桩用的升压电路。
背景技术
相关技术中，电动车充电时都需要通过交流电通过AC-DC转换模块将交流电转换成直流电，然后通过升压电路将转换后的直流电压升压适合电动车充电的电压范围，其中升压电路的输入端与MCU电连接，升压电路的输出端与负载电连接。MCU同时控制多条升压电路中的多条设置有开关的支路，使升压电路中的多个开关能够同时通断，以实现升压的目的。
针对上述相关技术，发明人认为由于升压电路中存在器件对电流的影响，控制较为复杂且成本高，控制开关通断的一致性难度较大，易造成开关损坏，从而影响对电动车充电的安全性。
发明内容
为了使升压电路中的开关同时通断，以减低电路的控制难度，提高充电时的安全性，本申请提供一种用于充电桩的升压电路、充电***以及充电控制方法。
本申请提供一种用于充电桩的升压电路，采用如下技术方案：
一种用于充电桩的升压电路，包括开关模块，所述开关模块包括第一开关模块以及至少一个第二开关模块，所述第一开关模块包括第一延时子模块以及第一开关子模块，所述第一延时子模块的输入端与MCU连接，所述第一延时子模块的输出端与第一开关子模块的输入端连接，至少一个所述第二开关模块的输入端与所述第一延时子模块的输出端级联连接，所述第一开关子模块的输出端以及所述第二开关模块的输出端均与负载的正极连接，负载的负极接地，所述第二开关模块与所述第一开关子模块的通断时间相等。
通过采用上述技术方案，第一开关子模块与第一延时子模块连接，第二开关模块与第一延时子模块级联连接，由于第一开关子模块与至少一个第二开关模块的导通时间和关断时间相等，使第一开关子模块与第二开关模块能够同时通断，使第一开关子模块与第二开关模块通断时间保持一致，由此能够降低第一开关子模块与第二开关模块的控制要求和成本，且提高充电升压时的安全性。
优选的，所述第二开关模块的数量为一个时，所述第二开关模块包括第二开关子模块与第二延时子模块，第二延时子模块的输入端与第一延时子模块的输出端连接，第二开关子模块的输入端与第一延时子模块的输出端连接，所述第二延时子模块的输出端与第二开关子模块连接，所述第二开关子模块的输出端与负载的负极连接，所述第二延时子模块用于对所述第二开关子模块进行延时。
通过采用上述技术方案，由于第二开关模块包括了第二开关子模块以及第二延时子模块，第二延时子模块对第二开关模块起到了延时作用，如此能够使第二开关子模块的通断时间与第一开关子模块的通断时间保持一致。
优选的，所述第二开关模块设置为N个，第一个所述第二开关模块中的第二延时子模块的输入端与所述第一延时子模块的输出端连接，N-1个所述第二开关模块中的所述第二延时子模块的输入端与上一个所述第二开关模块中的所述第二延时子模块的输出端连接，N个第二开关子模块的输出端均与负载的负极连接。
通过采用上述技术所述方案，设置N个第二开关模块，使N个第二开关模块形成多级分流，使电路中形成多级支路对第一开关模块上的电流进行分流，降低第一开关模块上的电流值，使电路在工作过程中所产生的热量降低，同时每个第二开关模块的第二延时子模块均能对第二开关子模块进行延时，使每个第二开关子模块的通断时间一致，从而控制电流的走向，以控制对应的第二延时子模块储能和放电。
优选的，所述第一开关子模块包括第一开关单元，所述第一开关单元的输入端与所述第一延时子模块的输出端连接，所述第二开关子模块包括第二开关单元，所述第一开关单元的输入端与所述第一延时子模块的输出端连接，所述第二开关单元的输入端与所述第二延时子模块的输出端连接，所述第一开关单元的输出端以及所述第二开关单元的输出端与负载的负极连接，当所述第一开关单元与所述第二开关单元同时导通时，所述第一延时子模块与第二延时子模块存储电能，当所述第一开关单元与所述第二开关单元同时关断时，所述第一延时子模块与第二延时子模块释放电能。
通过采用上述技术方案，第一开关单元与第二开关单元作为第一延时子模块存储电能和放电的条件，当第一开关单元导通，第一延时子模块存储电能，当第二开关单元导通，第二延时子模块存储电能，如此能够第一延时模块与第一开关单元以及第二延时模块与第二开关单元一一对应，以便于第一延时子模块的与第二延时子模块储能和放电，为电路充电和放电提供了必要的自动触发和截止的条件。
优选的，所述第一开关子模块还包括第一通断单元，所述第二开关子模块还包括第二通断单元，所述第一通断单元的输入端与所述第一开关单元的输入端连接，所述第一通断单元的输出端连接负载正极，所述第一开关单元的输出端连接负载的负极，所述第二通断单元的输入端与所述第二开关单元的输入端连接，所述第二通断单元的输出端连接负载正极，所述第二开关单元的输出端连接负载的负极，当所述第一开关单元与所述第二开关单元同时导通时，所述第一通断单元与所述第二通断单元截止，当所述第一开关单元与所述第二开关单元同时关断时，所述第一通断单元与所述第二通断单元导通。
通过采用上述技术方案，当第一开关单元与第二开关单元导通，此时第一通断单元与第二通断单元截止，如此使电流不经第一通断单元与第二通断单元流向负载，由此能够将电能存储于第一延时子模块与第二延时子模块上，当第一开关单元与第二开关单元截止，此时第一通断单元与第二通断单元导通，由此为第一延时子模块与第二延时子模块开通了放电通道，使第一延时子模块与第二延时子模块向负载放电。
优选的，所述第一通断单元以及所述第二通断单元均为二极管。
通过采用上述技术方案，第一通断单元与第二通断单元为二极管，二极管具有正向电压偏置导通，反向电压截止的特性，如此能够便于控制电路中电流的走向，使第一延时子模块的电流与第二延时子模块的电流流至负载。
优选的，所述第一延时子模块与所述第二延时子模块均为电感。
通过采用上述技术方案，电感具有延时、储能和放电的作用，第一延时子模块与第二延时子模块均为电感电感在直流中起到了导线的作用，因此在每个支路上连接一个电感以能够延长电流在第一开关子模块与第二开关子模块上的导通时间以及关断时间，从而能够控制每条支路的电流流动时间，从而使每个第一开关子模块与第二开关子模块的导通时间和关断时间保持一致。
优选的，所述第一开关模块与所述第二开关模块均包括过流保护单元，所述第一开关单元的输出端以及所述第二开关单元的输出端均与所述过流保护单元的输入端连接，所述过流保护单元的输出端接地。
通过采用上述技术方案，过流保护单元的设置能够对第一开关单元起到了保护作用，有效阻碍电流突变，减少第一开关单元因电流过大而短路的情况发生。
一种用于充电桩的充电***，包括充电模块、如上述一种充电桩用的升压电路、检测模块、控制模块以及备用电路，所述充电模块输入端与电网连接，所述充电模块的输出端与控制模块连接，所述控制模块的第一输出端与所述升压电路的输入端之间连接有充电开关，所述控制模块的第二输出端与所述备用电路的输入端之间连接有备用开关，所述检测模块的输入端与所述升压电路的输出端连接，所述检测模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述检测模块用于检测所述升压电路的每条支路的工作情况。
通过采用上述技术方案，设置检测模块对升压电路的每条支路的工作情况进行检测，以能够对升压电路的每条支路进行监控，能够实时确定支路的充电时的稳定性，同时设置备用电路与检测模块配合，升压电路出现异常或故障时，能够将升压电路的充电开关断开，备用开关闭合，将升压电路切换至备用电路，充电***也能对负载充电也能够正常充电。
一种用于充电桩的充电控制方法，包括如下步骤：
实时获取升压电路的每条支路的电流值，将所述升压电路中每条支路中的电流值与预设的电流阈值进行比较，若电流值等于预设的电流阈值，生成第一控制指令控制升压电路正常充电，若电流值不等于预设的电流阈值，则生成第二控制指令控制备用电路充电，关闭升压电路；
实时获取升压电路的温度阈值，将所述升压电路中的每条温度值与预设的温度值进行对比，若温度值小于或等于预设的温度阈值，且此时接收到所述第一控制指令，则生成第一调节指令，控制所述升压电路正常工作，向终端发送电路充电正常通知，若温度值大于预设的温度阈值，且此时接收到所述第一控制指令，则生成第二调节指令，控制升压电路关闭，备用电路工作，向终端发送充电异常通知。
通过采用上述技术方案，获取来自于检测升压电路的每条支路的电流值，将每条支路的电流值与预设的电流阈值进行比较，若电流值正常则生成第一控制指令，若电流值异常则生成第二控制指令，同时根据每条支路所产生的温度以及所生成的第一控制指令或第二控制指令，来确定升压电路的工作状态，以为负载充电提供了安全性保障，当升压电路出现故障或异常时，能够及时为使负载充电提供了备用保证，从而不易影响负载充电
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 第一开关子模块与第一延时子模块连接，第二开关模块与第一延时子模块级联连接，由于第一开关子模块与至少一个第二开关模块的导通时间和关断时间相等，使第一开关子模块与第二开关模块能够同时通断，使第一开关子模块与第二开关模块通断时间保持一致，由此能够降低第一开关子模块与第二开关模块的控制要求和成本；
2. 第一开关单元与第二开关单元导通，此时第一通断单元与第二通断单元截止，如此使电流不经第一通断单元与第二通断单元流向负载，当第一开关单元与第二开关单元截止，此时第一通断单元与第二通断单元导通，使第一延时子模块与第二延时子模块向负载放电；
3.设置检测模块对升压电路的每条支路电流以及温度进行检测，以能够对升压电路的每条支路进行监控，能够实时确定支路的充电时的稳定性和安全性，同时设置备用电路与检测模块配合，升压电路出现异常或故障时，充电***也能对负载充电也能够正常充电。
附图说明
图1是本申请一种用于充电桩的升压电路实施例1的电路原理图；
图2是本申请一种用于充电桩的升压电路实施例1的另一电路原理图；
图3是本申请一种用于充电桩的升压电路实施例2的电路原理图；
图4是本申请一种用于充电桩的升压电路实施例3的电路原理图；
图5是本申请一种用于充电桩的升压电路实施例3的另一电路原理图；
图6是本申请一种用于充电桩的充电***的结构框图；
图7是本申请一种用于充电桩的充电控制方法的逻辑原理框图。
附图标记说明：
1、第一开关模块；101、第一延时子模块；102、第一开关子模块；2、第二开关模块；201、第二延时子模块；202、第二开关子模块；3、二级开关模块；4、充电模块；5、控制模块；6、充电开关；7、备用开关；8、升压电路；9、备用电路；10、检测模块。
具体实施方式
结合附图对一种充电桩用的升压电路进行如下详细说明。
本申请公开了一种用于充电桩的升压电路。
实施例1：
参照图1，一种用于充电桩的升压电路，包括开关模块，开关模块包括第一开关模块1以及至少一个第二开关模块2，第一开关模块1与至少一个第二开关模块2级联连接。
第一开关模块1包括第一延时子模块101以及第一开关子模块102，第一延时子模块101的输入端与MCU电连接，第一延时子模块101的输出端与第一开关子模块102的输入端电连接，第一开关子模块102的输出端与负载的负极电连接，第一延时子模块101用于对第一开关子模块102延时。
当第二开关模块2为一个时，第二开关模块2包括第二开关子模块202与第二延时子模块201。第二延时子模块201用于对第二开关子模块202延时。第二延时子模块201的输入端与第一延时子模块101的输出端电连接，第二延时子模块201的输出端与第二开关子模块202的输入端电连接，第二开关子模块202的输出端与负载的负极电连接。
更具体的说，第一开关子模块102包括了第一开关单元以及第一通断单元，第二开关子模块202包括第二开关单元以及第二通断单元。第一延时子模块101的输出端与第一开关单元的输入端电连接，第一开关单元的输出端与负载的负极电连接，第一开关单元的输入端与第一通断单元的输入端电连接，第一通断单元的输出端与负载的正极电连接。第二开关的输入端与第二延时子模块201的输出端电连接，第二开关单元的输入端与第二通断单元的输入端电连接，第二开关单元的输出端与负载的负极电连接，第二通断单元的输出端与负载的正极电连接。其中第一开关单元与第二开关单元均为绝缘栅极晶体管（IGBT），第一通断单元与第二通断单元均为二极管，第一延时子模块101与第二延时子模块201均为电感。在本实施例中，第一开关单元的输出端与第二开关单元的输出端均为绝缘栅极晶体管（IGBT）的发射极，第一开关单元的输入端与第二开关单元的输出端均为绝缘栅极晶体管（IGBT）的集电极。
如图1所示，升压电路工作时，由于第一开关单元与第二开关单元存在一个连续的通断时间，使第一开关单元与第二开关单元在该通断时间内实现自动通断，因此设定一个通断时间为
Figure 487153DEST_PATH_IMAGE001
,在本实施例中，设定第一开关单元所要导通的时间
Figure 293435DEST_PATH_IMAGE002
，第二开关单元导通的时间为
Figure 468064DEST_PATH_IMAGE003
，第二延时子模块201所延时的时间为
Figure 334389DEST_PATH_IMAGE004
，该延时时间可根据实际第一开关单元与第二开关单元之间所产生的时间差来定义，如20us或50us。设定设置有第一延时子模块101的线路为主路，设置有第一开关单元的线路为第一支路，第一支路的电流为
Figure 594469DEST_PATH_IMAGE005
，第二延时子模块201与第二开关单元所连接的线路为第二支路，第二支路的电流为
Figure 204442DEST_PATH_IMAGE006
，此时的主路电流为=
Figure 233578DEST_PATH_IMAGE005
+
Figure 536384DEST_PATH_IMAGE006
。设定第一延时子模块101与第一通断单元所连接的线路为第三支路，第三支路的电流为
Figure 18180DEST_PATH_IMAGE007
，第一延时单元与第二通断单元连接的支路为第四支路，第四支路的电流为
Figure 697423DEST_PATH_IMAGE008
。
当第一开关单元所要导通的时间与第二开关单元所要导通的时间满足第一开关单元的导通时间等于第二开关单元与第二延时子模块201的导通时间之和，即
Figure 581066DEST_PATH_IMAGE009
，第一开关单元所要导通的时间与第二开关单元所要导通的时间相等。通过第二延时子模块201的设置能够对第二开关单元所处的第二支路的电流进行延迟，以调节第二开关单元的导通时间，从而能够使第一开关单元与第二开关所需驱动的电流相等，即
Figure 57702DEST_PATH_IMAGE010
=
Figure 26795DEST_PATH_IMAGE011
。
当第一开关单元与第二开关单元的电压均达到导通条件且同时导通，导通条件为第一开关单元与第二开关单元均为正向偏置电压且大于导通电压，此时的第一通断单元与第二通断单元的电压均为反向偏置，第一通断单元与第二通断单元不导通，此时的第一延时子模块101与第二延时子模块201存储能量。
当第一开关单元的关断时间等于第二开关单元与第二延时子模块201的关断时间之和，即满足
Figure 978571DEST_PATH_IMAGE012
，此时的第一开关单元与第二开关单元的电压均为反向偏置，由此使第一开关单元与第二开关单元均同时从导通状态转换成截止状态，即第一开关单元与第二开关单元同时关断。而第一通断单元与第二通断单元的电压正向偏置，第一通断单元与第二通断单元导通，此时第一延时子模块101的磁能转换成电场能经第三支路向负载释放充电，第二延时子模块201的能量将磁能转换成电场能经第四支路向负载释放充电，此时
Figure 982299DEST_PATH_IMAGE013
，由于释放的能量与存储的能量是相等的，因此第三支路的电流与第四支路的电流相等，即=
Figure 626907DEST_PATH_IMAGE008
。
由此经过设置第一延时子模块101使第二开关单元延长通断时间，由此解决第一开关单元与第二开关单元的通断时间不一致的问题，进而优化电路支路电流不均的问题，且降低控制难度和成本。
第二开关模块2为N个，其中
Figure 83296DEST_PATH_IMAGE014
，且N为正整数，在本实施例中。第一个第二开关模块2中的第二延时子模块201的输入端与第一延时子模块101的输出端电连接， N-1个第二开关模块2中第二延时子模块201的输入端与上一个第二延时子模块201的输出端电连接。每个第二延时子模块201的输出端与第二开关子模块202中的第二开关单元的输入端电连接，每个第二开关子模块202中第二通断单元的输入端与对应的第二延时子模块201的输出端电连接。通过第二开关模块2设置为N个使电路形成多级支路，以对主路进行多级分流，从而降低对第一开关单元的电流值，减少电路中所产生的热量。
具体的，如图2所示，当N=3时，第一个第二开关子模块202中的第二延时子模块201的输入端与第一开关子模块102中的第一延时子模块101的输出端电连接，第二个第二开关模块2与第三个第二开关模块2的第二延时子模块201均与上一个第二延时子模块201的输出端电连接。每个第二开关子模块202中，第二延时子模块201的输出端与第二开关子模块202中的第二开关单元的输入端电连接，第二开关子模块202中的第二开关单元的输出端均与负载的负极电连接，第二通断单元的输入端与第二延时子模块201的输入端电连接，第二通断单元的输出端与负载的正极连接。
因此，设定三个第二开关单元的导通时间或关断时间分别为。当满足三个第二开关单元的导通时间等于第一开关单元的导通时间，
Figure 838762DEST_PATH_IMAGE015
，第一开关单元、三个第二开关单元均同时导通。第一通断单元、以及第二通断单元均反向偏压截止，此时第一延时子模块101与三个第二延时子模块201均存储电能。
当第一开关单元以及三个第二开关单元
Figure 431418DEST_PATH_IMAGE016
,此时的第一开关单元以及三个第二开关单元同时关断，此时的第一通断单元以及三个第二通断单元导通，第一延时子模块101以及三个第二延时子模块201均向负载释放电能充电。
本申请一种用于充电桩的升压电路实施例1的实施原理为：通过将第一开关子模块102与第二开关子模块202并联连接，其中第二开关模块2中设置第二延时子模块201，当升压电路通电时，第二延时子模块201对第二支路的电流进行延时，使第一开关单元与第二开关单元的导通时间和关断时间相等，从而有效优化支路中的第一开关单元与第二开关单元同时控制通断的问题，该电路控制简单。
实施例2：
与实施例1不同的是，当第二开关模块2的数量设置为两个时，每个第二开关模块2中，第二开关模块2的输入端与第一延时子模块101的输出端电连接，第二通断单元的输出端与负载的正极电连接，第二开关单元的输出端与负载的负极电连接。
同时，开关模块还包括两个二级开关模块3，二级开关模块3包括N 个二级开关子模块，其中
Figure 246927DEST_PATH_IMAGE014
，且N为正整数，各二级开关子模块均包括延时单元、第三开关单元以及第三通断单元。在本实施例中，延时单元为电感，第三开关单元为绝缘栅极晶体管（IGBT），第三通断单元为二极管。其中第三开关单元的输入端为绝缘栅极晶体管（IGBT）的集电极，第三开关单元的输出端为绝缘栅极晶体管（IGBT）的发射极。
例：参照图3，当N=1时，延时单元的输入端与第二延时子模块201的输出端电连接，延时单元的输出端与第三开关单元的输入端电连接，第三开关单元的输入端与第三通断单元的输入端电连接，第三通断单元的输出端与负载的正极电连接，第三开关单元的输出端与负载的负极点连接。
因此设定第一开关单元、两个第二开关单元、两个第三开关单元的导通时间或关断时间分别为
Figure 393874DEST_PATH_IMAGE017
，当第一开关单元、两个第二开关单元以及两个第三开关单元的导通时间一致，即满足
Figure 749769DEST_PATH_IMAGE018
，此时第一通断单元、两个第二通断单元以及两个第三通断单元截止，第一延时子模块、两个第二延时子模块201以及两个延时单元均存储电能。
当第一开关单元、两个第二开关单元以及两个第三开关单元的关断时间一致，即满足
Figure 462511DEST_PATH_IMAGE019
，此时第一通断单元、两个第二通断单元以及两个第三通断单元导通，第一延时子模块101、两个第二延时子模块201以及延时单元3均放电。
当N=3时，第一个二级开关子模块中的延时单元的输入端与第二开关子模块202中的第二开关单元的输入端电连接，每个二级开关子模块中的第三开关单元的输入端与上一个二级开关子模块中的延时单元的输出端电连接，每个二级开关子模块中的第三通断单元的输出端与负载的正极电连接，每个二级开关子模块的第三开关单元的输出端与负载的负极电连接。
因此，第一开关单元、两个第二开关单元以及六个第三开关单元的导通时间均满足相等，此时第一通断单元、两个第二通断单元以及两个第三通断单元截止，延时模块、两个第一延时单元以及两个第二延时单元均存储电能。
当第一开关单元、两个第二开关单元以及六个第三开关单元的关断时间一致，此时第一通断单元、两个第二通断单元以及两个第三通断单元导通，第一延时子模块101、第二延时子模块201以及延时单元3均放电。
本申请一种用于充电桩的升压电路实施例2的实施原理为：通过在第一开关模块1上并联两个第二开关模块2，通过第二开关子模块202上再并联二级开关模块3，使升压电路对称分成多条支路，将主路电流分成多条支路电流，减少因电路工作时所产生的热量，提高安全性，降低芯片控制难度。
实施例3：
参照图4和图5，与实施例1和实施例2不同的是，第一开关单元、第二开关单元以及每个第三开关单元的输出端均电连接有过流保护单元，过流保护单元的输出端接地，过流保护单元可为电感，如此能够有效阻碍第一开关单元、第二开关单元以及每个第三开关单元电流突变，当第一开关单元、第二开关单元以及每个第三开关单元出现短路时，过流保护单元减缓第一开关单元或第二开关单元或每个第三开关单元的电流流速，减少内部热量的产生，由此第一开关单元、第二开关单元以及每个第三开关单元机进行过流保护。
本申请一种用于充电桩的升压电路实施例3的实施原理为：通过在第一开关单元、第二开关单元以及若干个第三开关单元与负载之间连接一个过流保护单元，此时过流保护单元对第一开关单元、第二开关单元以及若干个第三开关单元起到了保护作用，有效阻碍电流突变，减少第一开关单元、第二开关单元以及若干个第三开关单元在工作过程中的损耗。
本申请公开了一种充电桩用充电***。
参照图6，一种用于充电桩的充电***，包括充电模块4、控制模块5、如上述一种充电桩用的升压电路8以及备用电路9，充电模块4包括AC-DC转换模块以及整流模块，以对充电桩外部的高压电压进行整流成适合充电桩对负载充电的直流电压。充电模块4的输入端与电网电连接，充电模块4的输出端与控制模块5的输入端电连接，控制模块5的第一输出端与升压电路8的输入端之间电连接有充电开关6，充电开关6用于对升压电路8进行启闭，控制模块5的第二输出端与备用电路9的输入端之间电连接有备用开关7，备用开关7用于对升压电路8进行启闭。升压电路8的输出端与备用电路9的输出端均与负载电连接。具体的，备用开关7与充电开关6均可为继电器，控制模块5为MCU芯片，通过控制模块5控制充电开关6或充电开关6启闭，则能够控制升压电路8或备用电路9的启闭。升压电路8与备用电路9均用于对负载充电，在本实施例中，备用电路9采用的是上述一种充电桩用的升压电路8，在此不再赘述。
同时，***还包括检测模块10，检测模块10用于对升压电路8的支路进行检测，检测模块10包括至少一个电流检测子模块以及至少一个温度检测子模块，电流检测子模块的数量与升压电路8中的支路数量一一对应且用于检测支路的电流，温度检测子模块用于检测支路的温度。在本实施例中，电流检测子模块为电流传感器，温度检测子模块为NTC热敏电阻或NTC温度传感器，电流检测子模块与温度检测子模块均与升压电路中对应的升压电路中的第二开关模块2或二级开关模块3串联，具体的说，各电流检测子模块的输入端每条支路的第一延时子模块的输入端或第延时子模块的输入端以及延时单元的输入端电连接，各电流检测子模块的输出端与对应的温度检测子模块的输入端电连接，各温度检测子模块的输出端与对应升压电路中的第一延时子模块或第二延时子模块或延时单元的输出端连接。
当升压电路8中的支路在预设的时间内电流不等于预设的电流阈值以及温度大于预设的温度阈值，则电流检测子模块输出电流异常信号，温度检测子模块输出温度异常信号，控制模块5接收到电流异常信号以及温度异常信号，则控制充电开关6关闭，备用开关7闭合，由此启用备用电路9对负载充电升压。
本申请一种用于充电桩的充电***的实施原理为：通过设置检测模块10对升压电路8进行检测，以能够对升压电路8的每条支路进行监控，能够实时确定支路的充电情况，提高安全性，同时设置备用电路9与检测模块10进行配合，当升压电路8出现异常或故障时，能够将升压电路8切换至备用电路9，使升压电路8出现故障或异常时，充电***也能对负载充电也能够正常充电升压。
本申请公开一种用于充电桩的充电控制方法。
参照图7，一种充电桩用充电控制方法。
S01、实时获取升压电路的每条支路的电流值，将升压电路中每条支路中的电流值与预设的电流阈值进行比较，若电流值等于预设的电流阈值，生成第一控制指令控制升压电路正常充电，若电流值不等于预设的电流阈值，则生成第二控制指令控制备用电路充电，关闭升压电路。
升压电路正常充电是对线路中的电感进行储能，此时的开关均导通，升压电路正常放电是对线路中的开关断开，电感释放能量从而对负载放电，由此完成整个升压过程。电流值是通过电流传感器来检测的，检测的是每条升压电路中的每条支路充电的电流。其中，控制备用电路充电与升压电路关闭，是通过关闭充电开关，控制备用开关闭合，备用开关与充电开关均可为继电器，由此使备用电路通电。当检测到任一一条支路的电流值在预设的时间内不等于预设的电流阈值，则有可能会导致升压电路中的其他支路的电流不相等，会存在造成该支路开关因电流偏大的情况发生或存在故障的情况发生，则启动备用电路工作，关闭升压电路。在本实施例中，可采用MCU与备用电路以及升压电路连接，以控制备用电路与升压电路之间的切换。
S02、实时获取升压电路的温度阈值，将温度值与预设的温度值进行对比，若温度值小于或等于预设的温度值，且此时接收到第一控制指令，则生成第一调节指令，控制升压电路正常工作，升压电路中的开关同时导通或断开，以对负载正常充电升压，向终端发送电路充电正常通知，若温度值大于预设的温度值，且此时接收到第一控制指令，则生成第二调节指令，控制升压电路关闭，备用电路工作，向终端发送充电异常通知。
具体的说，温度值小于或等于预设的温度阈值，且接收到第一控制指令，表明升压电路运行正常，可对升压电路的开关正常闭合和断开。温度值大于预设的温度阈值，且接收第二控制指令，表明此时的该支路的电流偏大异常，温度偏大，因此可判定该支路存在异常，由此确定升压电路存在异常，需要更换电路。
在本实施例中，控制终端可以是能够接收到升压电路的电流数据以及异常通知的智能手机、平板、笔记本电脑或台式电脑，控制终端可以通过蓝牙模块或WIFI模块与MCU连接。
应当理解的是，上述各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施过程构成任何限定。
因此，通过获取来自于检测升压电路每条支路的电流值，将每条支路的电流值与预设的电流阈值进行比较，若电流值正常则生成第一控制指令，若电流值异常则生成第二控制指令，同时根据每条支路所产生的温度以及所生成的第一控制指令或第二控制指令，来确定升压电路的工作状态，以为负载充电提供了安全性保障，当升压电路出现故障或异常时，能够及时为使负载充电提供了备用保证，从而不易影响负载充电。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于充电桩的升压电路，包括开关模块，其特征在于：所述开关模块包括第一开关模块(1)以及至少一个第二开关模块(2)，所述第一开关模块(1)包括第一延时子模块(101)以及第一开关子模块(102)，所述第一延时子模块(101)的输入端与MCU连接，所述第一延时子模块(101)的输出端与第一开关子模块(102)的输入端连接，至少一个所述第二开关模块(2)的输入端与所述第一延时子模块(101)的输出端级联连接;
所述第二开关模块(2)包括第二开关子模块(202)与第二延时子模块(201)，第二延时子模块(201)的输入端与第一延时子模块(101)的输出端连接，第二开关子模块(202)的输入端与第一延时子模块(101)的输出端连接，所述第二延时子模块(201)的输出端与第二开关子模块(202)连接，所述第二开关子模块(202)的输出端与负载的负极连接，所述第二延时子模块(201)用于对所述第二开关子模块(202)进行延时;
所述第一开关子模块(102)包括第一开关单元，所述第一开关单元的输入端与所述第一延时子模块(101)的输出端连接，所述第二开关子模块(202)包括第二开关单元，所述第二开关单元的输入端与所述第二延时子模块(201)的输出端连接，所述第一开关单元的输出端以及所述第二开关单元的输出端与负载的负极连接，当所述第一开关单元与所述第二开关单元同时导通时，所述第一延时子模块(101)与第二延时子模块(201)存储电能，当所述第一开关单元与所述第二开关单元同时关断时，所述第一延时子模块(101)与第二延时子模块(201)释放电能;
所述第一开关子模块(102)还包括第一通断单元，所述第二开关子模块(202)还包括第二通断单元，所述第一通断单元的输入端与所述第一开关单元的输入端连接，所述第一通断单元的输出端连接负载正极，所述第一开关单元的输出端连接负载的负极;所述第二通断单元的输入端与所述第二开关单元的输入端连接，所述第二通断单元的输出端连接负载正极，所述第二开关单元的输出端连接负载的负极，当所述第一开关单元与所述第二开关单元同时导通时，所述第一通断单元与所述第二通断单元截止，当所述第一开关单元与所述第二开关单元同时关断时，所述第一通断单元与所述第二通断单元导通。
2.根据权利要求1所述的一种用于充电桩的升压电路，其特征在于：所述第二开关模块(2)设置为N个，2≤N≤10，第一个所述第二开关模块(2)中的第二延时子模块(201)的输入端与所述第一延时子模块(101)的输出端连接，第二个起的所述第二开关模块(2)中的所述第二延时子模块(201)的输入端与上一个所述第二开关模块(2)中的所述第二延时子模块(201)的输出端连接，N个第二开关子模块(202)的第二开关单元的输出端均与负载的负极连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于充电桩的升压电路，其特征在于：所述第一通断单元以及所述第二通断单元均为二极管。
4.根据权利要求1所述的一种用于充电桩的升压电路，其特征在于：所述第一延时子模块(101)与所述第二延时子模块(201)均为电感。
5.根据权利要求1所述的一种用于充电桩的升压电路，其特征在于：所述第一开关模块(1)与所述第二开关模块(2)均包括过流保护单元，所述第一开关单元的输出端以及所述第二开关单元的输出端均与所述过流保护单元的输入端连接，所述过流保护单元的输出端接地。
6.一种用于充电桩的充电***，其特征在于，包括充电模块(4)、如权利要求1-5中任一项所述的一种用于充电桩的升压电路、检测模块(10)、控制模块(5)以及备用电路(9)，所述充电模块(4)输入端与电网连接，所述充电模块(4)的输出端与控制模块(5)连接，所述控制模块(5)的第一输出端与所述升压电路(8)的输入端之间连接有充电开关(6)，所述控制模块(5)的第二输出端与所述备用电路(9)的输入端之间连接有备用开关(7)，所述检测模块(10)的输入端与所述升压电路(8)的输出端连接，所述检测模块(10)的输出端与所述控制模块(5)的输入端连接，所述检测模块(10)用于检测所述升压电路(8)的每条支路的工作情况。
7.一种应用于如权利要求6所述的一种用于充电桩的充电***的充电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
实时获取升压电路的每条支路的电流值，将所述升压电路中每条支路中的电流值与预设的电流阈值进行比较，若电流值等于预设的电流阈值，生成第一控制指令控制升压电路正常充电，若电流值不等于预设的电流阈值，则生成第二控制指令控制备用电路充电，关闭升压电路；
实时获取升压电路的温度阈值，将所述升压电路中的每条温度值与预设的温度值进行对比，若温度值小于或等于预设的温度阈值，且此时接收到所述第一控制指令，则生成第一调节指令，控制所述升压电路正常工作，向终端发送电路充电正常通知，若温度值大于预设的温度阈值，且此时接收到所述第一控制指令，则生成第二调节指令，控制升压电路关闭，备用电路工作，向终端发送充电异常通知。
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A cascaded-boost topology for electrolyte-less power conditioning system suitable for PV residential applications;Ashraf Ahmed等;《2015 9th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE-ECCE Asia)》;20150730;第631-636页 *

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