一种带逆变功能的三端口充电机制造技术

本发明专利技术公开了一种带逆变功能的三端口充电机，包括连接变压器原边绕组的原边转换电路、连接变压器第二绕组的副边第一转换电路、连接串联在一起的变压器第三绕组和变压器第四绕组的副边第二转换电路，以及对原边转换电路、副边第一转换电路和副边第二转换电路内开关进行控制的中央控制单元，其中原边转换电路连接外部电源，副边第一转换电路连接高压电池，副边第二转换电路连接低压负载;本发明专利技术将独立的充电机和大功率的DCDC模块集成，还兼有逆变功能，共用功率开关、控制电路和磁芯，可灵活的实现充电机模式、自供电模式和逆变模式的控制和切换，电路设计简洁巧妙，体积小、重量轻、成本低,可广泛的使用在车载充电机中。

A three port charger with inverting function

The present invention discloses a inverter function three port charger, including primary side switching circuit, connected to the primary winding of the transformer secondary side connecting the second winding transformer, a first switching circuit connected in series transformer third winding and fourth winding transformer with second side switching circuit, and the primary side switching circuit, vice the edge of the first switching circuit and a secondary side switching circuit of switch in the second central control unit, the primary side switching circuit connected with the external power supply side first conversion circuit is connected with the high-voltage battery, second side conversion circuit connected to the low voltage load; the DCDC module independent charger and power integration, but also has the function of inverter sharing, power switch, control circuit and the core, can achieve flexible mode, self powered mode charger and inverter control and cutting mode Change, the circuit design is simple and ingenious, small size, light weight, low cost, can be widely used in vehicle charger.

【技术实现步骤摘要】
一种带逆变功能的三端口充电机
本专利技术涉及充电设备，尤其涉及一种带逆变功能的三端口充电机。
技术介绍
随着节能减排以及控制大气污染要求的提高，新能源汽车逐渐在市场商用，而电动汽车更是新能源汽车的主力军。电动汽车又分为纯电动汽车和混动汽车，其中车载充电机和大功率的DCDC是电动汽车中重要的组成部分。而现有技术中，车载充电机和DCDC模块是分散独立的，即便是集成，也属于物理层面的装配化集成，具有装配空间大，转换效率低、成本高的缺陷。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有技术的上述缺陷，提出一种带逆变功能的三端口充电机。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案是设计一种带逆变功能的三端口充电机，包括连接变压器原边绕组的原边转换电路、连接变压器第二绕组的副边第一转换电路、连接串联在一起的变压器第三绕组和变压器第四绕组的副边第二转换电路，以及对原边转换电路、副边第一转换电路和副边第二转换电路内开关进行控制的中央控制单元，其中原边转换电路连接外部电源，副边第一转换电路连接高压电池，副边第二转换电路连接低压负载。所述中央控制单元设有充电模式、自供电模式和逆变模式，在充电模式时，控制原边转换电路内开关的通断频率、调节变压器原边绕组电压，控制副边第一转换电路内开关工作在整流方式、向所述高压电池充电，控制副边第二转换电路内开关工作在斩波方式、调节副边第二转换电路稳压输出、向所述低压负载供电；在自供电模式时，控制原边转换电路内开关关断，控制副边第一转换电路内开关通断的占空比、调节变压器第二绕组的电压，控制副边第二转换电路内开关工作在整流方式、向所述低压负载供电；在逆变模式时，控制副边第一转换电路内开关的通断频率、将高压电池的直流电逆变为交流电，控制原边转换电路内开关工作在整流方式、向所述外部电源反馈电，控制副边第二转换电路内开关工作在斩波方式、调节副边第二转换电路稳压输出、向所述低压负载供电。所述原边转换电路包括第一至第四开关、第一电容、第一电感，第一和第三开关的通过源极和漏极依次串联后连接所述外部电源，第二和第四开关的通过源极和漏极依次串联后连接所述外部电源，第一电容、第一电感、变压器原边绕组串联在所述第一、第三开关的连接线与所述第二、第四开关的连接线之间；第一至第四开关的栅极分别与所述中央控制单元连接。所述副边第一转换电路可以包括第五至第八开关、第四电容、第二电容，第五和第七开关的通过源极和漏极依次串联后连接第二电容两端，第六和第八开关的通过源极和漏极依次串联后连接第二电容两端，第二电容两端连接所述高压电池，第四电容、变压器第二绕组串接在所述第六、第八开关的连接线与所述第六、第八开关的连接线之间；第五至第八开关的栅极分别与所述中央控制单元连接。所述副边第一转换电路还可以包括第五至第八开关、电流互感器、第二电容，第五和第七开关的通过源极和漏极依次串联后连接第二电容两端，第六和第八开关的通过源极和漏极依次串联后连接第二电容两端，第二电容两端连接所述高压电池，电流互感器、变压器第二绕组串接在所述第六、第八开关的连接线与所述第六、第八开关的连接线之间；第五至第八开关的栅极分别与所述中央控制单元连接。在一个实施例中，所述副边第二转换电路包括第一和第二双向开关、续流二极管、第二电感、第三电容，所述第一双向开关的一端接所述变压器第三绕组的同名端、另一端接续流二极管的阳极和第三电容的一端，所述第二双向开关的一端接所述变压器第四绕组的异名端、另一端接续流二极管的阳极，变压器第三绕组的异名端连接变压器第四绕组的同名端、并连接续流二极管的阴极和第二电感的一端，第二电感的另一端连接第三电容的另一端，第三电容的两端连接所述低压负载，第一和第二双向开关受所述中央控制单元控制。在所述充电模式时，所述第一和第四开关开关动作同步，第二和第三开关开关动作同步、并且与第一和第四开关交替导通截止，在第一和第四开关导通期间第二双向开关择时导通、第一双向开关截止，在第二和第三开关导通期间第一双向开关择时导通、第二双向开关截止。在自供电模式时，所述第五和第八开关开关动作同步，第六和第七开关开关动作同步、并且与第五和第八开关交替导通截止，在第五和第八开关导通期间第二双向开关择时导通、第一双向开关截止，在第六和第七开关导通期间第一双向开关择时导通、第二双向开关截止。在第二个实施例中，所述副边第二转换电路包括第九至第十一开关、续流二极管、第二电感、第三电容，所述第九开关一端接所述变压器第三绕组的同名端、另一端接续流二极管的阳极和第三电容的一端，所述第十开关的一端接所述变压器第四绕组的异名端、另一端接续流二极管的阳极，变压器第三绕组的异名端连接变压器第四绕组的同名端、并连接第十一开关的一端，第十一开关的的一端连接续流二极管的阴极和第二电感的一端，第二电感的另一端连接第三电容的另一端，第三电容的两端连接所述低压负载，第九至第十一开关受所述中央控制单元控制。在第三个实施例中，所述副边第二转换电路包括第九至第十一开关、续流二极管、第二电感、第三电容，所述第九开关一端接所述变压器第三绕组的同名端、另一端接第十开关和第十一开关的一端，第十开关的另一端接所述变压器第四绕组的异名端，第十一开关的另一端接续流二极管的阳极和第三电容的一端，变压器第三绕组的异名端连接变压器第四绕组的同名端、并连接续流二极管的阴极和第二电感的一端，第二电感的另一端连接第三电容的另一端，第三电容的两端连接所述低压负载，第九至第十一开关受所述中央控制单元控制。与现有技术相比，本专利技术将独立的充电机和大功率的DCDC模块集成，还兼有逆变功能，共用功率开关、控制电路和磁芯，可灵活的实现充电模式、自供电模式和逆变模式的控制和切换，电路设计简洁巧妙，体积小、重量轻、成本低,可广泛的使用在车载充电机中。附图说明图1为第一实施例电路图；图2为充电模式中各开关的波形图；图3为自供电模式中各开关的波形图；图4为第二实施例电路图；图5为第三实施例电路图；图6为第四实施例电路图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术揭示了一种带逆变功能的三端口充电机，参看图1，其包括连接变压器原边绕组W1的原边转换电路、连接变压器第二绕组W2的副边第一转换电路、连接串联在一起的变压器第三绕组W3和变压器第四绕组W4的副边第二转换电路，以及对原边转换电路、副边第一转换电路和副边第二转换电路内开关进行控制的中央控制单元，其中原边转换电路连接外部电源、并可连接功率因数校正电路，处于高电压。副边第一转换电路连接高压电池，电路电压较高便于储存较多电能。副边第二转换电路连接低压负载，并可连接低压电池，负载额定电压不高，所以副边第二转换电路电压较低。本专利技术可广泛的使用在车载充电器中，可将独立的车载充电机和大功率的DCDC模块集成起来，所述的外部电源可以是市电，所述的高压电池可以是蓄电池，所述的低压负载可以是车内各负载。所述中央控制单元设有充电模式、自供电模式和逆变模式。在充电模式时，中央控制单元控制原边转换电路内开关的通断频率、调节变压器原边绕组W1电压，控制副边第一转换电路内开关工作在整流方式、向所述高压电池充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带逆变功能的三端口充电机，其特征在于：包括连接变压器原边绕组（W1）的原边转换电路、连接变压器第二绕组（W2）的副边第一转换电路、连接串联在一起的变压器第三绕组（W3）和变压器第四绕组（W4）的副边第二转换电路，以及对原边转换电路、副边第一转换电路和副边第二转换电路内开关进行控制的中央控制单元，其中原边转换电路连接外部电源，副边第一转换电路连接高压电池，副边第二转换电路连接低压负载。

【技术特征摘要】
1.一种带逆变功能的三端口充电机，其特征在于：包括连接变压器原边绕组（W1）的原边转换电路、连接变压器第二绕组（W2）的副边第一转换电路、连接串联在一起的变压器第三绕组（W3）和变压器第四绕组（W4）的副边第二转换电路，以及对原边转换电路、副边第一转换电路和副边第二转换电路内开关进行控制的中央控制单元，其中原边转换电路连接外部电源，副边第一转换电路连接高压电池，副边第二转换电路连接低压负载。2.如权利要求1所述的带逆变功能的三端口充电机，其特征在于：所述中央控制单元设有充电模式、自供电模式和逆变模式，在充电模式时，控制原边转换电路内开关的通断频率、调节变压器原边绕组（W1）电压，控制副边第一转换电路内开关工作在整流方式、向所述高压电池充电，控制副边第二转换电路内开关工作在斩波方式、调节副边第二转换电路稳压输出、向所述低压负载供电；在自供电模式时，控制原边转换电路内开关关断，控制副边第一转换电路内开关通断的占空比、调节变压器第二绕组（W2）的电压，控制副边第二转换电路内开关工作在整流方式、向所述低压负载供电；在逆变模式时，控制副边第一转换电路内开关的通断频率、将高压电池的直流电逆变为交流电，控制原边转换电路内开关工作在整流方式、向所述外部电源反馈电，控制副边第二转换电路内开关工作在斩波方式、调节副边第二转换电路稳压输出、向所述低压负载供电。3.如权利要求2所述的带逆变功能的三端口充电机，其特征在于：所述原边转换电路包括第一至第四开关（Q1-Q4）、第一电容（C1）、第一电感（L1），第一和第三开关（Q1、Q3）的通过源极和漏极依次串联后连接所述外部电源，第二和第四开关（Q2、Q4）的通过源极和漏极依次串联后连接所述外部电源，第一电容、第一电感、变压器原边绕组（W1）串联在所述第一、第三开关（Q1、Q3）的连接线与所述第二、第四开关的连接线之间；第一至第四开关的栅极分别与所述中央控制单元连接。4.如权利要求3所述的带逆变功能的三端口充电机，其特征在于：所述副边第一转换电路包括第五至第八开关（Q5-Q8）、第四电容（C4）、第二电容（C2），第五和第七开关（Q5、Q7）的通过源极和漏极依次串联后连接第二电容两端，第六和第八开关（Q6、Q8）的通过源极和漏极依次串联后连接第二电容两端，第二电容两端连接所述高压电池，第四电容、变压器第二绕组（W2）串接在所述第六、第八开关的连接线与所述第六、第八开关的连接线之间；第五至第八开关的栅极分别与所述中央控制单元连接。5.如权利要求3所述的带逆变功能的三端口充电机，其特征在于：所述副边第一转换电路包括第五至第八开关（Q5-Q8）、电流互感器（CT1）、第二电容（C2），第五和第七开关（Q5、Q7）的通过源极和漏极依次串联后连接第二电容两端，第六和第八开关（Q6、Q8）的通过源极和漏极依次串联后连接第二电容两端，第二电容两端连接所述高压电池，电流互感器、变压器第二绕组（W2）串接在所述第六、第八开关的连接线与所述第六、第八开关的连接线之间；第五至...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘钧，冯颖盈，姚顺，徐金柱，
申请(专利权)人：深圳威迈斯电源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44