充电桩开关电源的实现原理分析及应用

充电桩开关电源的实现原理分析及应用
谢天海
摘㊀要：如今社会中的电动汽车保有量在不断扩大，提高电动汽车充电桩的应用性能具有重要的意义，其中电动汽车充电桩开关电源在电动汽车的应用中占有关键地位㊂首先，分析了充电桩开关电源的现状，其次，阐述了充电桩开关电源的实现原理，最后，介绍了充电桩开关电源的相关新技术应用情况㊂
关键词：充电桩；开关电源；实现原理；应用
一㊁引言
电动汽车是一种绿色环保的交通工具，在未来具有较大的发展前景和发展空间㊂电动汽车充电桩与配电网相连，可为电动汽车提供高效便捷的充电服务，是电动汽车的供电装置㊂随着电动汽车产业化发展，很多地方现在已经建起了电动汽车充电站，充电桩的市场需求大幅增长㊂其中开关电源是充电桩的关键组成部分之一，文章详细分析了充电桩开关电源的实现原理，包括充电桩开关电源中的故障保护电路㊁充电桩电源模块控制电路等，对于提高充电桩开关电源的制造水平具有一定的价值㊂
二㊁充电桩开关电源
（一）充电桩的发展现状及趋势分析
电动汽车和传统的燃油汽车相比，具有多方面的优势和效益，如采用电动汽车，可以降低对传统石油等能源的需求，降低二氧化碳等其他的排放，具有较为显著的环境效益㊂同时，还能够提供电能在终端能源消费中的比重，符合今后能源转型的方向㊂同时在节能减排任务日益紧迫的情况下，电动汽车已经得到大规模推广㊂但电动汽车中电池所存储的电能有限，当电动汽车行驶达到一定公里数之后，就需要对电动汽车进行充电，以保证电动汽车能够继续行驶㊂一般在高速公路㊁商场等区域都配置了相应的电动汽车充电桩，能够为电动汽车提高方便的充电服务㊂今后电动汽车充电桩将会进一步得到推广和应用，扩大电动汽车的使用比例㊂（二）充电桩中的开关电源
开关电源在充电桩中占有重要地位，直接影响着充电桩的实际应用性能，提高充电桩中的开关电源的技术水平具有重要的价值㊂同时针对特定的车型设定的专用充电桩，无法满足不同型号的车型充电需求，为此可以采用一种充电桩电源堆叠模块，通过整流变压及并联电路能在一定范围内满足不同型号电动车的充电，使用方便㊂为了达到上述目的，采用的技术方案是：包括２２０Ｖ电源㊁电源模块㊁控制开关㊁充电桩智能控制模块和通用充电插头，电源模块至少为２个且分别和２２０Ｖ电源㊁控制开关电连接，电源模块包括依次电连接的第一整流器㊁逆变器㊁变压器和第二整流器以及构成的电路，控制开关分别和充电桩智能控制模块㊁通用充电插头电连接，控制开关和通用充电插头并联㊂
三㊁充电桩开关电源的实现原理分析
（一）充电桩开关电源的原理分析及制作方法
随着电动车辆技术的快速发展，各种充电桩出现在人们的日常生活中，充电桩技术的发展成为电动车辆普及的关键影响因素之一㊂充电桩开关电源的实现原理较多，文章介绍基于ｂｕｃｋ变换的充电桩开关电源，这种充电桩开关电源具有结构简单㊁稳定性好的特点，其采用了仿电压波纹电路，进行电压波纹补偿，使Ｂｕｃｋ变换器的稳定性不再受输出电容的影响，而且可以得到较小的输出电压纹波㊂对于充电桩开关电源的结构组成，包括开关管㊁第一二极管㊁第一电感㊁第一电阻㊁第二电阻㊁第一电容㊁反馈环路㊁输出电压检测电路及仿电压波纹电路㊂第一二极管耦接于开关管的输出端与接地之间，第一电感的一端耦接于开关管的输出端㊂输出电压检测电路的输入端耦接于第二电阻相对于接地的另一端，输出端耦接于反馈环路的输入端，反馈环路的输出端耦接于开关管的控制端，仿电压波纹电路包括电阻㊁电容等㊂（二）充电桩开关电源中的故障保护电路
传统的电动车辆充电桩中的开关电源芯片的电路结构复杂程度较高，故障的排除难度较大，并且充电桩普遍安装于室外，长期处于暴晒环境中，加上充电过程大电流发热严重，导致充电桩体内温度相对较高，容易造成设备的绝缘材料老化，使充电桩电源内部容易出现短路或者过载的情况㊂如果不能及时发掘充电桩电源内部的短路或过载现象，容易诱发充电桩电源内部电路烧毁或其他严重的问题，带来不必要的经济损失并影响用户使用㊂
针对上述问题，可以采用一种能够对充电桩电源内部的开关电源进行短路或过载故障保护的充电桩开关电源故障保护电路及充电桩电源㊂这种电路包括以下几个部分：第一，过压保护模块，用于检测充电桩开关电源的输出电压值，并在输出电压值大于或等于预设的第一阈值时输出过压保护控制信号；第二，过压保护输出模块，与过压保护模块连接，用于接收过压保护控制信号并根据过压保护控制信号向负载输出预设的电压值㊂过压保护模块基于反馈电压值控制软启动模块开始工作，使得充电桩电源供电回路中的短路或过载故障消失时，过压保护模块可以及时正常地开启短路或过载故障保护的功能，提高了充电桩开关电源故障保护电路工作的稳定性与可靠；第三，斜波补偿模块，串联在过压保护模块与过压保护输出模块之间，斜波补偿模块用于在输出电压值大于或等于预设的第二阈值时向过压保护输出模块提供补偿电流，以降低过压保护输出模块向负载输出的电压值，第二阈值大于第一阈值㊂
（三）充电桩电源模块控制电路
在目前的电动汽车充电领域，大多数充电桩只能单一进行交流或者直流的充电，没有把交直流这两种充电方式很好
４０２
水电工程Һ㊀
地结合在一起㊂为克服现有技术同一充电桩只能单一进行交流或者直流的充电的问题，可以采用一种充电桩电源模块控制电路来解决此问题㊂在这种充电桩电源模块控制电路中包括第一支路㊁第二支路㊁第三支路㊁第四支路和输出电感等，这种充电桩电源模块控制电路把直流充电和交流充电两种充电方式很好地应用到一个充电桩上，使得电动汽车可以在同一充电桩上自由选择充电方式，具有环保节能的作用㊂四㊁充电桩开关电源的应用分析
（一）充电桩开关电源的监控管理系统
随着充电站与充电桩数量的增加，充电设备对电网的影响也越来越大，尤其是充电桩的工作模式㊁规划布局与使用频率等因素都会对周遭电网产生很大影响，如若缺乏适当的调控调度措施，相对集中的充电会对电网造成极大的冲击，影响正常的电力供应和用户充电质量，还可能会造成经济损失和资源浪费，甚至会引起其他设备的负载率增高，发生安全事故㊂因此，对于无人管理且散布范围广大的电动汽车充电基础架构进行有效的监控㊁规划充电桩的使用，对充电桩有序进行充电控制管理，就成为亟待解决的问题㊂
为此可以采用充电桩的监控管理系统，这种系统包括：充电桩㊁通讯模块和监控管理室，监控管理室内设置服务器㊁监控模块及数据管理模块，通讯模块设置在充电桩上，并且将充电桩的信息传送到服务器，服务器将处理后的信息发送到监控模块以供实时监控，并且监控模块将实时数据传送到数据管理模块进行存储㊂
（二）充电桩开关电源在充电桩中及其他方面的应用
充电桩开关电源在充电桩中及其他方面都具有广泛的应用，充电桩电源模块控制电路可应用在移动补电车上，当给移动补电车上的车载动力电池充电时，交流输入通过双输入技术实现ＡＣ－ＤＣ变换，给车载电池充电；当移动补电车给电动汽车电池充电时，利用ＤＣ－ＤＣ变换，给电动汽车充电，同时在模拟充电站，夜间储能和高速电动车救援方面都能得到应用㊂
五㊁结语
随着能源形势的严峻，今后电动汽车将会是汽车领域中重要的发展趋势，将能够实现人们更加环保的出行㊂文章系统分析了充电桩开关电源的实现原理和在实际中的相关应用情况，在实际中可以对文章所述的充电桩开关电源加以推广应用㊂
参考文献：
［１］叶开丽，段玉，姜伟，等．基于反激拓扑结构的充电桩开关电源电路设计［Ｊ］．电子世界，２０１９，５７５（１７）：１７１－１７２．［２］张良钰，陈凯，王辉．直流充电桩电源模块的研究与设计［Ｊ］．南方农机，２０１８，４９（２４）：１２８－１３０．
［３］程丰荣．充电桩仍有盼头磁件电源研发成本提高［Ｊ］．磁性元件与电源，２０１８（１０）：４６．
作者简介：
谢天海，南京能瑞电力科技有限公司㊂
（上接第１１３页）
也能有收获，就一个宝贝儿，给他最好的不是更好吗？
访谈对象Ｃ是企业的人力资源经理，之前在另一家企业是普通员工㊂儿子１岁时，感觉在原公司发展受阻，跳槽到了现在的公司，干得风生水起，很快就晋升为经理㊂与访谈对象Ｂ相比，访谈对象Ｃ的重心更倾向于工作，担心生育二孩占用时间和精力，影响事业发展和生活质量㊂因为 三期 时，她在原公司休假时间较长，直接影响到个人发展，所以在哺乳期结束后辞职，选择了新公司㊂她在新公司工作刚满４年，正处于发展关键期，若再次暂离职场，事业发展必然会受影响㊂因此，她选择为工作努力，追求自我成长，收获成就感的同时为家庭创造更好的生活条件㊂
以上三位知识女性清晰明朗的发展思路值得学习借鉴，但访谈对象Ｄ的做法也引起我们的重视与反思㊂
访谈对象Ｄ（４１岁，大学本科，已婚，育有一女一子，国企员工）
原来一个女儿挺好，都上初中了㊂但后来政策放开了，公公婆婆就催着再生一个 我现在真是天天灰头土脸，屁滚尿流的 以前算是业务骨干吧，怀孕以后经常请假，领导也不好说什么，这几年明显觉得好像慢慢被挤到边儿上了 访谈对象Ｄ的话语中更多的是 无奈 ，一种对生活㊁对工作 失控 的状态㊂她并未从自身整体发展㊁工作家庭平衡出发做出二孩生育决策，而是将工作㊁生活割裂开来分别应对，疲于应付㊂没有自我职业生涯管理， 走一步，看一步 ，原本可以步步为营的职业发展变成了被动的 随遇而安 ㊂四㊁结语
在二孩生育决策方面，不同职业㊁不同发展阶段㊁不同家庭背景的知识女性都有各自审慎的选择㊂正值二孩生育年龄的知识女性，绝大多数恰好处于 职业上升期 ，需要巩固职场地位，此时如果再次因生育离开职场，势必会在不同程度上影响总体发展㊂在研究中我们发现，选择生育二孩的知识女性多集中于公务员㊁事业单位㊁国企等工作性质较为稳定的职业领域或工作岗位，她们因再离职场而失业的可能性较小，但职业生涯仍不可避免地出现再次中断㊂
虽然职业领域不同，工作性质不同，选择生育二孩的时机不同，但无论何种职业的知识女性，再次生育后，重返职场的发展前景都与其自我职业生涯管理的水平成正比㊂较强的职业生涯管理意识，清晰的自我认知，明确的发展目标，准确的职业决策，将生育二孩与自身的职业发展相结合，或侧重于家庭，或侧重于工作，或二者兼顾㊂根据自身需求㊁能力㊁成就动机㊁职业价值观和目前职业生涯的发展态势㊁发展前景，做出了适合自己的二孩生育决策，才能收获较强的自我效能感和较高的角色满意度㊂
参考文献：
［１］陈向明．质的研究方法与社会科学研究［Ｍ］．北京：教育科学出版社，２０００：２２８．
［２］李芬．工作母亲的职业新困境及其化解：以单独二孩政策为背景［Ｊ］．东南大学学报（哲学社会科学版），２０１５（４）．
作者简介：
段炜，烟台工程职业技术学院㊂
５０２。