电力转换设备制造技术

本发明专利技术提供了一种用于对第一和第二电池充电的电力转换设备，包括：输入单元，将从外部提供的AC电力转换成DC电力并输出；第一电力转换单元，将输入单元转换的DC电力转换成AC电力并输出；第二电力转换单元，在第一操作模式中将通过第一电力转换单元转换的AC电力转换成DC电力以对第一电池充电，第二电力转换单元在第二操作模式中将通过第一电池输出的DC电力转换成AC电力；第三电力转换单元，在第二操作模式中将通过第二电力转换单元转换的AC电力转换成DC电力以对第二电池充电；以及开关单元，根据从外部提供的控制信号，其在第一操作模式中将第一电力转换单元连接到第二电力转换单元，并在第二操作模式中将第二电力转换单元连接到第三电力转换单元。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】电力转换设备相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.119和35U.S.C.365要求韩国专利申请第10-2013-0160675号(2013年12月20日提交)的优先权，据此通过引用将其全部并入。
本公开涉及一种电力转换设备，并且特别地，涉及一种用于对高压电池和低压电池中的每个充电的电力转换设备。
技术介绍
在插电式混合动力汽车(PHEV)或一般纯电动车辆(BEV)中设置有电力转换设备。这样的电力转换设备可以是从外部接收商用交流(AC)电力以对用于驱动电动车辆的高压电池进行充电的系统。高压电池可以通过安装在电动车辆中的车载充电器(OBC)来充电。电力转换设备通过全波整流将商用AC电力转换成直流(DC)电力以通过使用有源滤波器来调整经转换的DC电力的功率因子。接着，通过使用逆变器将经调整功率因子的DC电力转换成高频AC电力。此后，经由变压器将高频AC电力转换成DC电力以对用于提供驱动电动车辆所需的电力的高压电池充电。电力转换设备包括高速开关电路，其高速切换输入的DC电压以将经切换的DC电压转换成高频AC电力，由此输出经转换的高频AC电力。在电动车辆中，通过经由DC-DC转换器电路减少提供电力以驱动车辆的高压电池的输出来对提供电力到电动设备的电力系统的低压电池进行充电。高效的DC-DC转换器电路包括高速开关电路，其高速切换输入的DC电压以将DC电压转换成高频AC电力以输出经转换的高频AC电力。因此，用于对高压电池充电的充电器和用于对低压电池充电的充电器安装在电动车辆中。图1为根据相关技术的电力转换设备的电路图。参见图1，根据相关技术的电力转换设备包括输入单元11、第一输入开关单元12、第一变压单元13、以及第一输出整流单元14、第一输出滤波器15、高压电池16、输入滤波器21、第二输入开关单元22、第二变压单元23、第二输出整流单元24、第二输出滤波器25、以及低压电池26。在电力转换设备的操作中，将商用AC电力提供到输入单元11中。输入单元11对商用AC电力进行全波整流以将经整流的商用AC电力转换成DC电力，由此调整DC电力的功率因子以输出经调整功率因子的DC电力。第一输入开关单元12由多个开关组成以将通过输入单元11输出的DC电力转换成AC方波。第一变压单元13为变压器。第一变压单元13对通过第一输入开关单元12输出的电力进行变压。通过第一输出整流单元14对通过第一变压单元13输出的电力进行整流，并且通过第一输出滤波器15对通过第一变压单元13输出的电力进行滤波。高压电池16以经滤波的电力来充电。类似地，输入滤波器21对通过高压电池16的放电而输出的电力进行滤波。如上所述，通过第二输入开关单元22、第二变压单元23、第二输出整流单元24、以及第二输出滤波器25来提供经滤波的电力以通过输入滤波器21对低压电池26充电。根据相关技术的以上所述的电力转换装置包括第一充电器输入单兀11、第一输入开关单元12、第一变压单元13、第一输出整流单元14、第一输出滤波器15、以及高压电池16以用于对高压电池充电，以及第二充电器输入滤波器21、第二输入开关单元22、第二变压单元23、第二输出整流单元24、第二输出滤波器25、以及低压电池26以用于对低压电池充电。这里，在根据相关技术的电力转换设备中，因为在第一和第二充电器中的每个中提供执行同样功能的开关单元、整流单元、以及滤波器，安装在电动车辆中的电力转换设备可能在体积上有所增加，并且产品还可能在价格上有所增加。
技术实现思路
实施例提供了能够共用对高压电池充电的第一充电器和对低压电池充电的第二充电器的部分元件的电力转换设备。实施例还提供了能够通过使用一个开关单元和滤波器来对高压电池和低压电池充电的电力转换设备。在一个实施例中，用于对第一和第二电池充电的电力转换设备包括:输入单元，其将从外部提供的商用交流(AC)电力转换成直流(DC)电力以输出经转换的DC电力；第一电力转换单元，其将通过输入单元转换的DC电力转换成AC电力以输出经转换的AC电力；第二电力转换单元，其在第一操作模式中将通过第一电力转换单元转换的AC电力转换成DC电力以对第一电池充电，第二电力转换单元在第二操作模式中将通过第一电池输出的DC电力转换成AC电力；第三电力转换单元，其在第二操作模式中将通过第二电力转换单元转换的AC电力转换成DC电力以对第二电池充电；以及开关单元，其根据从外部提供的控制信号来在第一操作模式中将第一电力转换单元连接到第二电力转换单元，开关单元根据从外部提供的控制信号来在第二操作模式中将第二电力转换单元连接到第三电力转换单元。在第一操作模式中，由于第三电力转换单元没有连接到开关单元，第三电力转换单元可以停止操作，以及在第二操作模式中，由于第一转换单元没有连接到开关单元，第一电力转换单元可以停止操作。第二电力转换单元可以包括在第一和第二操作模式中操作的第一共用电路和第二共用电路。第一共用电路可以以在第一操作模式下对通过第一电力转换单元输出的AC电力整流将经整流的AC电力转换成DC电力，并且在第二操作模式下将通过第二共用电路输出的DC电力转换成AC电力。第二共用电路在第一操作模式下可以起到与提供给第一电池的DC电力相关的输出滤波器的作用，并且在第二操作模式下起到与提供给第一共用电路的DC电力相关的输入滤波器的作用。第一共用电路可以由多个有源开关元件组成。在另一实施例中，电力转换设备包括:第一开关元件；第二开关元件，其漏极连接到第一开关元件的源极并且其源极连接到第四开关元件的源极；第三开关元件，其漏极连接到第一开关元件的漏极并且其源极连接到第四开关元件的漏极；第四开关元件，其漏极连接到第三开关元件的源极并且其源极连接到第二开关元件的源极；电感，其一端连接到第三开关元件的漏极并且另一端连接到第一电容器的一端和高压电池的一端；电容器，其一端连接到电感的另一端并且另一端连接到高压电池的另一端和第四开关元件的源极；以及开关，其一端选择性地连接到高压充电器和低压充电器中的任一者并且另一端连接在第一开关元件的源极与第二开关元件的漏极之间。第一到第四开关元件中的每个可以包括有源开关元件。当开关的一端连接到高压充电器时，第一到第四开关元件中的每个可以起到整流器的作用，以及当开关的一端连接到低压充电器时，第一到第四开关元件中的每个可以起到将DC电力转换成AC电力的输入开关单元的作用。当开关的一端连接到高压充电器时，电感和电容器中的每个可以起到高压充电器的输出滤波器的作用，以及当开关的一端连接到低压充电器时，电感和电容器中的每个可以起到低压充电器的输入滤波器的作用。在所附附图和以下描述中给出一个或多个实施例的细节。其他特征将从描述和附图、以及从权利要求书中显而易见。【附图说明】图1为根据相关技术的电力转换设备的电路图。图2为根据实施例的电力转换设备的示意框图。图3为图2中所说明的电力转换设备的具体电路图。图4为根据实施例的说明用于对高压电池充电的操作的电路图。图5为根据实施例的说明用于对低压电池充电的操作的电路图。【具体实施方式】实施例的优点和特征及其实现方法将通过参照所附附图描述的以下实施例来阐明。但是，本公开可以具体化成不同的形式并且不应该被解释为限于这里给出的实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对第一和第二电池充电的电力转换设备，该电力转换设备包括：输入单元，其将从外部提供的商用交流(AC)电力转换成直流(DC)电力以输出经转换的DC电力；第一电力转换单元，其将通过输入单元转换的DC电力转换成AC电力以输出经转换的AC电力；第二电力转换单元，其在第一操作模式中将通过第一电力转换单元转换的AC电力转换成DC电力以对第一电池充电，第二电力转换单元在第二操作模式中将通过第一电池输出的DC电力转换成AC电力；第三电力转换单元，其在第二操作模式中将通过第二电力转换单元转换的AC电力转换成DC电力以对第二电池充电；以及开关单元，其根据从外部提供的控制信号来在第一操作模式中将第一电力转换单元连接到第二电力转换单元，开关单元根据从外部提供的控制信号来在第二操作模式中将第二电力转换单元连接到第三电力转换单元。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金佑燮，李载昊，朴洪泰，金英珉，
申请(专利权)人：LS产电株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR