一种基于半桥LLC谐振变换器的车载充电器制造技术

技术编号:18263703 阅读:162 留言:0更新日期:2018-06-20 15:24
本实用新型专利技术公开了一种基于半桥LLC谐振变换器的车载充电器,包括依次连接的EMI滤波与整流模块、功率因数校正电路、半桥LLC谐振网络及同步整流电路,还包括主控制模块、辅助电源模块及CAN通信模块,所述EMI滤波电路与整流模块、功率因数校正电路、半桥LLC谐振网络及同步整流电路分别与主控制模块相互连接,所述辅助电源模块向主控制模块供电,所述CAN通信模块与主控制模块相互连接。本实用新型专利技术效率高,控制灵活,噪声小,调试方便。

A vehicle charger based on half bridge LLC resonant converter

The utility model discloses a vehicle charger based on half bridge LLC resonant converter, including EMI filter and rectification module, power factor correction circuit, half bridge LLC resonant network and synchronous rectifier circuit, including main control module, auxiliary power module and CAN communication module, and EMI filter circuit and rectifier. The module, the power factor correction circuit, the half bridge LLC resonant network and the synchronous rectifier circuit are connected with the main control module respectively. The auxiliary power module supplies power to the main control module, and the CAN communication module is connected with the main control module. The utility model has the advantages of high efficiency, flexible control, small noise and convenient debugging.

【技术实现步骤摘要】
一种基于半桥LLC谐振变换器的车载充电器
本技术涉及汽车电源
,具体涉及一种基于半桥LLC谐振变换器的车载充电器。
技术介绍
铅酸蓄电池具有价格低廉、供电可靠、电压稳定等优点,因此被广泛的应用于车辆、农用机械和船舶等设备之中,为它们的控制、仪表、照明、空调等系统提供电能。车载充电器就是为汽车提供一个车载AC/DC充电器,可以随时随地使用220V民用交流电源的为车载铅酸蓄电池提供电能补充。LLC谐振变换电路是如今技术相对成熟且广泛应用的一种软开关电路拓扑。LLC谐振变换电路可以在宽输入范围和全负载范围内实现零电压开关,能够大大减少开关器件上的开关损耗,有效的提高效率。同时LLC谐振变换电路具有较低的噪声和EMI产生,因而可以减少滤波器件的体积。车载充电器需要具有高效率和高功率密度的特点,所以选用合适的功率拓扑是至关重要的;另外,在低压大电流的应用场合,同步整流技术是效率优化的重要手段之一。车载充电器处于运行工况恶劣的车载环境之中,体积有限、高温、震动等问题也是设计考虑的重要方面,所以产品应该注意元件布局、散热和抗震性。出于电磁干扰方面的考虑,充电器最好加入EMI滤波电路。但是当前市面上存在的充电设备,多采用小电流慢充方式,充电缓慢,充电方式单一;而且,现在市面上专门用于车载环境中的充电设备少之又少。因此,设计一款高效率、高功率密度且适用于车载环境的充电设备,是当前应该解决的一个现实问题。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点与不足,本技术提供一种基于半桥LLC谐振变换器的车载充电器,本技术将民用220V交流电转化为24V25A的直流电,使车辆、农用机械、叉车等设备上配备的铅酸蓄电池能够高效快速的充电。本技术采用如下技术方案:一种基于半桥LLC谐振变换器的车载充电器,包括依次连接的EMI滤波与整流模块、功率因数校正电路、半桥LLC谐振网络及同步整流电路,还包括主控制模块、辅助电源模块及CAN通信模块,所述EMI滤波电路与整流模块、功率因数校正电路、半桥LLC谐振网络及同步整流电路分别与主控制模块相互连接,所述辅助电源模块向主控制模块供电,所述CAN通信模块与主控制模块相互连接。所述EMI滤波与整流模块包括依次连接的EMI滤波电路、浪涌抑制电路及整流电路;所述EMI滤波电路中,保险丝F1的第一端连接到电源的地线,保险丝F1的第二端连接到防雷电阻RT1的第二端,防雷电阻RT1的第一端连接电源的火线,在电源的火线和零线之间安装共模扼流圈及差模扼流圈,所述共模扼流圈的两线圈之间串联电阻R1、电阻R2及电阻R3,电源的火线与地线之间安装Y安规电容C1,电源的零线与电源的地线之间安装Y安规电容C2;所述浪涌抑制电路包括X安规电容C3、浪涌抑制电阻RT2、继电器、差模扼流圈、Y安规电容C5及Y安规电容C6,所述电阻R1的一端连接X安规电容C3的第一端,电阻R3的一端连接浪涌抑制电阻RT2的第一端,浪涌抑制电阻RT2的第二端与X安规电容C3的第二端连接在一起,继电器的开关并联在浪涌抑制电阻RT2的两端,继电器的绕组一端与辅助电源模块连接,另一端与主控制模块连接,X安规电容C4余X安规电容C3并联,两者之间安装差模扼流圈,X安规电容C4的第一端接Y安规电容C6的第二端,Y安规电容C6的第一端接到地线;X安规电容C4的第二端连接到Y安规电容C5的第一端,Y安规电容C5的第二端连接到地线;所述整流电路连接X安规电容C4的两端。所述功率因数校正电路采用电流连续型工作模式的Boost升压拓扑结构。所述半桥LLC谐振网络由半桥电路和谐振网络构成;所述半桥电路由上端MOSFETQ1、下端MOSFETQ2及其隔离驱动电路组成;所述谐振网络由主变压器的漏感、主变压器的励磁电感和谐振电容构成。所述同步整流电路由全波整流电路构成。所述主控制模块采用T1公司的F28035作为主控芯片。所述辅助电源模块提供15V、5V、3.3V、-5V的电源输出。本技术的有益效果:(1)本技术是针对车载环境开发的,适用于铅酸蓄电池的充电设备,能够运行于体积有限,工况恶劣的车载环境之中,具有隔离的CAN通信接口,可以将充电信息传递给整车控制器,整车控制器也可以将控制信息传递给车载充电器;(2)本技术采用半桥LLC谐振网络,能够在宽输入范围和全负载范围实现零电压开关,从而大大减少开关器件上的能量损耗,同时采用了同步整流技术,提高了整机效率;(3)本技术优化了元件布局和散热布局,采用无风扇设计,通过全密闭的铝制外壳进行散热,可以满足车载电子防水、防尘和抗震的要求;(4)本技术采用高性能单片机F28035作为主控芯片,相比于其他采用专用控制芯片的产品,可以实现复杂的控制算法和充电策略。附图说明图1是本技术的结构示意图;图2是本技术EMI滤波与整流模块的结构示意图;图3是图1的PFC电路;图4是图1的半桥LLC及副边同步整流电路;图5为本技术实施例的Bang-Bang控制简化结构图;图6为本技术实施例的Bang-Bang电荷控制的控制波形。具体实施方式下面结合实施例及附图,对本技术作进一步地详细说明,但本技术的实施方式不限于此。实施例如图1所示,一种基于半桥LLC谐振变换器的车载充电器,包括依次连接的EMI滤波与整流模块、功率因数校正电路、半桥LLC谐振网络及同步整流电路,还包括主控制模块、辅助电源模块及CAN通信模块,所述EMI滤波电路与整流模块、功率因数校正电路、半桥LLC谐振网络及同步整流电路分别与主控制模块相互连接,所述辅助电源模块向主控制模块供电,所述CAN通信模块与主控制模块相互连接。如图2所示,所述EMI滤波与整流模块包括依次连接的EMI滤波电路、浪涌抑制电路及整流电路;所述EMI滤波电路中,保险丝F1的第一端连接到电源的地线,保险丝F1的第二端连接到防雷电阻RT1的第二端,防雷电阻RT1的第一端连接电源的火线,在电源的火线和零线之间安装共模扼流圈及差模扼流圈,所述共模扼流圈的两线圈之间串联电阻R1、电阻R2及电阻R3,电源的火线与地线之间安装Y安规电容C1,电源的零线与电源的地线之间安装Y安规电容C2;所述浪涌抑制电路包括X安规电容C3、浪涌抑制电阻RT2、继电器、差模扼流圈、Y安规电容C5及Y安规电容C6,所述电阻R1的一端连接X安规电容C3的第一端,电阻R3的一端连接浪涌抑制电阻RT2的第一端,浪涌抑制电阻RT2的第二端与X安规电容C3的第二端连接在一起,继电器的开关并联在浪涌抑制电阻RT2的两端,继电器的绕组一端与辅助电源模块连接,另一端与主控制模块连接,X安规电容C4余X安规电容C3并联,两者之间安装差模扼流圈,X安规电容C4的第一端接Y安规电容C6的第二端,Y安规电容C6的第一端接到地线;X安规电容C4的第二端连接到Y安规电容C5的第一端,Y安规电容C5的第二端连接到地线;所述整流电路B1连接X安规电容C4的两端,本实施例中整流电路选用的是KPBC608整流桥。所述共模扼流圈选用2*4.7uH/10A的共模电感,此处电磁继电器选用的是HF49FD。如图3所示,所述功率因数校正电路采用电流连续型工作模式的Boost升压拓扑结构,所述功率因数校正电路下述称为PFC电路本文档来自技高网...
一种基于半桥LLC谐振变换器的车载充电器

【技术保护点】
1.一种基于半桥LLC谐振变换器的车载充电器,其特征在于,包括依次连接的EMI滤波与整流模块、功率因数校正电路、半桥LLC谐振网络及同步整流电路,还包括主控制模块、辅助电源模块及CAN通信模块,所述EMI滤波电路与整流模块、功率因数校正电路、半桥LLC谐振网络及同步整流电路分别与主控制模块相互连接,所述辅助电源模块向主控制模块供电,所述CAN通信模块与主控制模块相互连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于半桥LLC谐振变换器的车载充电器,其特征在于,包括依次连接的EMI滤波与整流模块、功率因数校正电路、半桥LLC谐振网络及同步整流电路,还包括主控制模块、辅助电源模块及CAN通信模块,所述EMI滤波电路与整流模块、功率因数校正电路、半桥LLC谐振网络及同步整流电路分别与主控制模块相互连接,所述辅助电源模块向主控制模块供电,所述CAN通信模块与主控制模块相互连接。2.根据权利要求1所述的车载充电器,其特征在于,所述EMI滤波与整流模块包括依次连接的EMI滤波电路、浪涌抑制电路及整流电路;所述EMI滤波电路中,保险丝的第一端连接到电源的地线,保险丝F1的第二端连接到防雷电阻RT1的第二端,防雷电阻RT1的第一端连接电源的火线,在电源的火线和零线之间安装共模扼流圈及差模扼流圈,所述共模扼流圈的两线圈之间串联电阻R1、电阻R2及电阻R3,电源的火线与地线之间安装Y安规电容C1,电源的零线与电源的地线之间安装Y安规电容C2;所述浪涌抑制电路包括X安规电容C3、浪涌抑制电阻RT2、继电器、差模扼流圈、Y安规电容C5及Y安规电容C6,所述电阻R1的一端连接X安规电容C3的第一端,电阻R3的一端连接浪涌抑制电阻RT2的第一端,浪涌抑制电阻RT2的第二端与X安规电容C3的第二端连接在一起,继电器的开关并联在浪涌抑制电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员:闫行肖兵
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:新型
国别省市:广东,44

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