充電裝置及其操作方法

2023-09-18 08:00:35

充電裝置及其操作方法
【專利摘要】本發明公開了一種充電裝置及其操作方法。所述充電裝置包括：接地判定信號生成單元，其用於測量由電力供應單元施加的電力所產生的電流信號或電壓信號，所述接地判定信號生成單元基於所述電流或電壓信號來生成用於判定所述電力供應單元是否正常接地的信號；電力控制單元，其基於由所述接地判定信號生成單元生成的接地判定檢測信號來生成電力控制信號；以及電力切斷單元，其基於所述電力控制信號來切斷到待充電目標設備的電力供應。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明實施例涉及一種充電裝置，尤其涉及一種能夠判定電力供應設備是否接地 的充電裝置。 充電裝置及其操作方法

【背景技術】
[0002] 在大城市的空氣汙染日益嚴重。來自車輛的尾氣排放是空氣汙染的主要原因之 一。在這種情況下，對於使用作為無汙染能源的電力作為動力源的所謂電動車的商業化的 研究正在積極地進展。電動車接收來自外部的電能來給其中的電池充電，然後使用在電池 中充蓄的電壓通過與車輪聯接的電動機來獲取作為機械能的驅動動力。也即，由於電動車 需要通過使用電池中充蓄的電壓來驅動電動機，所以需要使用高容量的可充電電池。因而， 存在有為這些高容量可充電電池進行充電的充電裝置。
[0003] 充電裝置分為高速電池充電器和低速電池充電器（idle-speed battery charger)。
[0004] 所述高速電池充電器安裝在諸如在旅行期間用戶停靠以快速給電動車充電的加 油站的場所。這裡，需要花費大約20分鐘的時間來給電動車充電。另一方面，低速電池充 電器安裝在諸如停車場、購物中心等預期電動車會長時間停靠的地方。這裡，大約需要花費 五個小時的時間來給電動車充電。
[0005] 這樣的充電裝置存在電擊的風險，因為其使用的是電力。特別地，當電力供應單元 沒有正常接地時，使用該充電裝置的用戶可能會被電擊，並且所述充電裝置會被破壞。然 而，與現有技術有關的充電裝置存在不能判定所述電力供應設備是否接地的限制。


【發明內容】

[0006] 本發明實施例提供了一種能夠判定電力供應單元是否接地的充電裝置。
[0007] 本發明的實施例還提供一種充電裝置，其包括：接地判定信號生成單元，其測量由 電力供應單元施加的電力所產生的電流信號或電壓信號，所述接地判定信號生成單元基於 所述電流信號或電壓信號來生成用於判定所述電力供應單元是否正常接地的信號；電力控 制單元，其基於由所述接地判定信號生成單元生成的接地判定檢測信號來生成電力控制信 號；以及電力切斷單元，其基於所述電力控制信號來切斷到待充電目標設備的電力供應。
[0008] -個或多個實施例的詳細情況將結合附圖和以下的說明書進行詳細說明。其他特 徵將通過說明書、附圖和權利要求書變得清晰。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1為根據實施例的一種用於給車輛充電的充電裝置的方框圖。
[0010] 圖2為根據實施例的用於解釋充電裝置的操作的流程圖。
[0011] 圖3為根據實施例的圖示出電力供應單元理想接地的狀態的圖。
[0012] 圖4為根據實施例的圖示出電力供應單元實際接地的狀態的圖。

【具體實施方式】
[0013] 在以下說明書和權利要求範圍內使用的術語不局限於在字典中的術語，其僅僅是 用來解釋具體的示例性實施例，而不是為了限制本發明。
[0014] 因此，在這裡描述的實施例和附圖僅是示例性的，並不是詳盡的，並且應當理解可 以對這些實施例進行各種修改和等同替代。
[0015] 圖1為根據實施例的用於給車輛充電的充電裝置的方框圖。
[0016] 將參考圖1對根據實施例的充電裝置進行描述。
[0017] 根據實施例的充電裝置100可由電力切斷單元110、接地判定信號生成單元120和 電力控制單元130構成。
[0018] 充電裝置100可從電力供應單元300接收電力以給待充電目標設備400 (下文中 稱為"目標設備"）充電。這裡，供應的電力可以是通常家用或工廠中使用的大約60Hz的電 流或電壓。儘管目標設備400在當前實施例下被例示為電動車，但是本發明並不限制於此。 例如，所述電動車可以代替為能夠充電的各種設備。
[0019] 根據實施例，電力切斷單元110可包括多個繼電器115。根據實施例，電力切斷單 元110可包括兩個繼電器。兩個繼電器115中的一個繼電器115a具有連接到電力供應單 元300的線路L的一端和連接到控制信號生成部132的另一端。另一個繼電器115b具有 連接到線路N的一端和連接到控制信號生成部132的另一端。
[0020] 當所述電力供應單元300接地狀態不良時，根據實施例的電力切斷單元110可以 切斷供應給目標設備400的電力。也即，當電力供應單元300處於接地故障時，根據實施例 的電力切斷單元110將所述多個繼電器115關斷以切斷供應給目標設備400的電力。基於 從控制信號生成部150施加的控制信號，根據實施例的電力切斷單元110可以接通/關斷 繼電器。
[0021] 當所述電力切斷單元110接收到來自所述控制信號生成部150的電力供應控制信 號時，根據實施例的電力切斷單元110可以接通繼電器115。
[0022] 當所述電力切斷單元110接收到來自所述控制信號生成部150的電力供應控制信 號時，根據實施例的電力切斷單元110可以關斷繼電器115。
[0023] 根據實施例的接地判定信號生成單元120可包括變壓器T和電阻器R1。
[0024] 變壓器T具有初級線圈，初級線圈的一端連接到電力供應單元300的線路L，而另 一端連接到電力供應裝置的線路PE。
[0025] 變壓器T具有次級線圈，次級線圈的一端接地，而另一端連接到電阻器R1的一端 和接地判定部131。
[0026] 電阻器R1具有連接到接地判定部131的另一端。
[0027] 接地判定信號生成單元120生成能夠判定所述電力供應單元300是否正常接地的 接地判定信號。接地判定信號生成單元120生成能夠判定電力供應單元300是否正常接地 的電流信號或電壓信號。
[0028] 根據實施例的變壓器T可將電力劃分為用於普通線路的電力和用於感應線路的 電力。
[0029] 根據實施例的變壓器T可將從電力供應單元300的兩個線路L和N施加的電壓進 行變換。
[0030] 在根據實施例的電阻器R1中，電流信號流動，並且基於由變壓器T變換的電壓來 施加電壓信號。根據實施例的接地判定信號可包括在電阻器R1中流動的電流信號或施加 在電阻器R1上的電壓信號。
[0031] 根據實施例的電力控制單元130可包括接地判定部131和控制信號生成部132。 然而，在圖1中所示的部件並不是必要的，例如，可以根據實施例來實現具有更多或更少數 量的部件的電力控制單元130。
[0032] 電力控制單元130基於由接地判定信號生成單元120生成的接地判定信號來判定 電力供應單元300是否正常接地。根據實施例的電力控制單元130基於接地判定信號生成 單元120的電流信號或電壓信號來判定所述電力供應單元300是否正常接地。根據實施例 的電力控制單元130可以基於在電阻器R1中流動的電流信號或施加在所述電阻器R1上的 電壓信號來判定電力供應單元300是否正常接地。根據實施例的接地判定部131可以基於 所述電流信號或電壓信號來判定所述電力供應單元300是否正常接地。接地判定部131可 以基於所述電流信號或電壓信號來測量連接到電力供應單元300的線路PE上的電阻器的 電阻值R2。這裡，假如測量的電阻值R2在特定範圍之上，那麼可以判定電力供應單元300 沒有正常接地。根據實施例，當電力供應單元300具有大於大約100' Ω的電阻值R2時， 判定電力供應單元300沒有正常接地。接地判定部131判定電力供應單元是否正常接地。
[0033] 基於接地判定部131判定的結果，控制信號生成部132可以輸出電力控制信號。響 應於判定的結果，當電力供應單元130正常接地時，控制信號生成部132可生成電力供應控 制信號，並且當電力供應單元130沒有正常接地時，控制信號生成部132可生成電力切斷控 制信號。
[0034] 下文中，將結合附圖2至4詳細描述根據實施例的充電裝置100的操作。
[0035] 圖2為用於解釋與根據實施例的充電裝置的操作的流程圖。
[0036] 參考圖2,在操作S202中，根據實施例的充電裝置100接收來自電力供應單元300 的電力。
[0037] 在操作S204中，充電裝置100的接地判定信號生成單元120可基於供應的電力來 生成接地判定信號。
[0038] 接地判定信號生成單元120的變壓器T可以將施加到電力供應單元300的線路L 和N上的電壓進行變換。基於在變壓器T中變換的電壓，電流信號可以在電阻器R1中流動。 這裡，電壓信號可施加在電阻器R1上。接地判定信號可以包括在電阻器R1中流動的電流 信號或施加在電阻器R1上的電壓信號。
[0039] 在操作S206上，充電裝置100的電力控制單元300可以測量接地判定信號。
[0040] 電力控制單元130的接地判定部131可以測量在電阻器R1中流動的電流信號或 施加在電阻器R1上的電壓信號。
[0041] 在操作S208中，電力控制單元130可以基於接地判定信號來判定電力供應單元 300是否正常接地。
[0042] 接地判定部131可以基於在電阻器R1中流動的電流信號或施加在電阻器R1上的 電壓信號來判定電力供應單元300是否正常接地。接地判定部131可以基於在電阻器R1 中流動的電流信號或施加在所述電阻器R1上的電壓信號來測量電力供應單元300的接地 線路的電阻值。
[0043] 圖3為根據實施例的電力供應單元理想接地的狀態的圖。
[0044] 參考圖4,實際的電力供應單元300具有接地線路PE的電阻值R2。
[0045] 再次描述圖2。
[0046] 當在電阻器R1中流動的電流信號或施加在所述電阻器R1上的電壓信號超過正常 範圍時，根據實施例的接地判定部131可以判定電力供應單元300沒有正常接地。
[0047] 另一方面，當在電阻器R1中流動的電流信號或施加在電阻器R1上的電壓信號處 於正常範圍內時，接地判定部131可以判定電力供應單元300正常接地。
[0048] 當基於在電阻器R1中流動的電流信號或施加在電阻器R1上的電壓信號計算出的 電阻值R2的量值位於正常範圍內時，接地判定部131可以判定電力供應單元300正常接 地。
[0049] 在電阻器R1中流動的電流信號、施加在電阻器R1上的電壓信號或電阻值R2的範 圍可以由用戶輸入來設定。可替代地，該範圍可提前存儲在存儲單元(未示出）中。
[0050] 在操作S210中，假如電力供應單元300沒有正常接地，則電力控制單元130可以 生成電力切斷控制信號。
[0051] 假如電力供應單元300沒有正常接地，則控制信號生成部132可以生成電力切斷 控制信號。電力切斷控制信號為與繼電器關斷命令有關的控制信號。
[0052] 在操作S212中，電力切斷單元110可以接收電力切斷控制信號以切斷施加在目標 設備400上的電力。也即，電力切斷單元110可以關斷繼電器115以切斷供應給所述目標 設備400的電力。
[0053] 在操作S214中，假如電力供應單元300正常接地，那麼電力控制單元130可以生 成電力供應控制信號。也即，當電力供應單元300正常接地時，電力控制單元130可以生成 能夠接通繼電器的電力供應控制信號。
[0054] 在操作S216中，電力切斷單元110可以接收電力供應控制信號以供應施加在目標 設備400上的電力。也即，電力切斷單元100可以接通繼電器115以給目標設備400供應 電力。
[0055] 儘管這裡參考多個示範性實施例對實施例進行了描述，應當理解為本領域技術人 員可以實現落在本發明原理的精神和範圍內的許多其他的修改和實施方式。更特別地，在 本公開說明書、附圖和隨附的權利要求的範圍內構成部件和/或主題組合布置的布置的各 種變化和修改是可能的。因此，與各種變化和修改有關的內容也應當解釋為包含在本公開 的範圍內。
[0056] 儘管這裡參考多個示範性實施例對實施例進行了描述，應當理解本領域技術人員 可以實現在本發明原理的精神和範圍內的許多其他的修改和實施方式。更特別地，在本公 開的說明書、附圖和隨附的權利要求的範圍內構成部件和/或主題組合布置的布置的各種 變化和修改是可能的。除了在構成部件和/或布置上的變化和修改，可替代的使用對於本 領域技術人員來說也是顯而易見的。
【權利要求】
1. 一種充電裝置，包括： 接地判定信號生成單元，其用於測量由從電力供應單元施加的電力所生成的電流信號 或電壓信號，所述接地判定信號生成單元基於所述電流信號或電壓信號來生成用於判定所 述電力供應單元是否正常接地的信號； 電力控制單元，其基於由所述接地判定信號生成單元生成的接地判定檢測信號來生成 電力控制信號；以及 電力切斷單元，其基於所述電力控制信號來切斷到待充電目標設備的電力供應。
2. 根據權利要求1所述的充電裝置，其中所述接地判定信號生成單元包括： 變壓器，其基於從所述電力供應單元施加的電力來變換所生成的電壓；以及 電阻器， 其中所述接地判定信號生成單元基於所述電阻器中流動的電流信號或施加在所述電 阻器上的電壓信號來生成所述接地判定檢測信號。
3. 根據權利要求2所述的充電裝置，其中所述變壓器具有初級線圈和次級線圈，所述 初級線圈的一端連接到所述電力供應單元的線路L，而另一端連接到所述電力供應單元的 線路PE，所述次級線圈的一端接地，而另一端連接到所述電阻器的一端和接地判定部。
4. 根據權利要求3所述的充電裝置，其中所述電力控制單元包括： 接地判定部，其用於測量所述電流信號或電壓信號，所述接地判定部基於測量的電流 信號或電壓信號來判定所述電力供應單元是否正常接地；以及 控制信號生成部，其基於由所述接地判定部判定的結果來生成電力控制信號。
5. 根據權利要求4所述的充電裝置，其中所述接地判定部基於所述電流信號或電壓信 號來計算所述電力供應單元的電阻值並且基於所述電阻值來判定所述電力供應單元是否 正常接地。
6. 根據權利要求4所述的充電裝置，其中當所述電力供應單元正常接地時，所述控制 信號生成部生成電力供應控制信號，並且當所述電力供應單元沒有正常接地時，所述控制 信號生成部生成電力切斷控制信號。
7. 根據權利要求1所述的充電裝置，其中所述電力切斷單元包括多個繼電器，並且 通過所述多個繼電器的通/斷操作來控制供應給所述待充電目標設備的電力。
8. 根據權利要求6所述的充電裝置，其中所述多個繼電器中的第一繼電器具有連接到 所述電力供應單元的線路L的一端和連接到所述控制信號生成部的另一端，並且第二繼電 器具有連接到所述電力供應單元的線路N的一端和連接到所述控制信號生成部的另一端。
【文檔編號】H02H7/00GK104065113SQ201410103408
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2013年3月19日
【發明者】任昌俊 申請人:Ls產電株式會社