一种实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路制造技术

本发明专利技术公开了一种实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路，包括充电机电路和DC/DC转换电源电路，充电机电路包括依次相连的充电机整流滤波及主开关电路、主变压器、输出整流电路和输出滤波及保护电路；DC/DC转换电源电路通过连接DC/DC驱动控制电路、DC输出整流滤波电路以及在主变压器上增加一个辅助绕组NS2、在主变压器的主输出回路上连接DC主开关电路形成。本发明专利技术成本易控制，可以实现功率范围宽，其平台可以运用在从低速至高速车的场合，解决了车载充电机和DC/DC变换器合并功能的实用化。

A practical merging circuit for DC/DC converter and vehicle charger

The invention discloses a practical combination circuit of a DC/DC converter and an on-board charger, including a charger circuit and a DC/DC converter power supply circuit. The charger circuit comprises a charger rectifier filter connected sequentially and a main switch circuit, a main transformer, an output rectifier circuit and an output filter and protection circuit. The circuit is formed by connecting the DC/DC drive control circuit, the DC output rectifier filter circuit, adding an auxiliary winding NS2 to the main transformer, and connecting the DC main switch circuit to the main output circuit of the main transformer. The cost of the invention is easy to control, and the power range can be wide. The platform can be used in the occasion of low-speed to high-speed vehicles. The utility model solves the utility of the combined functions of on-board charger and DC/DC converter.

【技术实现步骤摘要】
一种实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路
本专利技术涉及车载电源领域，特别涉及到一种实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路。
技术介绍
在纯电动汽车中车载充电机OBC和DC/DC转换电源是两个重要的电器部件，将两套独立的电气设计部件安装在同一个壳体内是未来的趋势。这种方式原理简单，能够节约结构件和部分配线成本，已经开始获得整车厂家的认可。而采用电路一体化的设计能进一步优化内部的电子零件数量，进一步降低总体成本，并能方便结构设计。但这种合并电路需要解决在两种工作条件下电路运行的可靠性、技术指标的保证、相互之间不会发生冲突等细节问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路，以解决上述问题。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路，包括充电机电路和DC/DC转换电源电路，所述充电机电路包括依次相连的充电机整流滤波及主开关电路、主变压器、输出整流电路和输出滤波及保护电路；DC/DC转换电源电路通过连接DC/DC驱动控制电路、DC输出整流滤波电路以及在主变压器上增加一个辅助绕组NS2、在主变压器的主输出回路上连接DC主开关电路形成。进一步的，所述主变压器的主绕组上连接有DC主开关管，DC主开关管连接于付边回路绕组上。进一步的，所述DC/DC转换电源电路还包括预稳压电路，预稳压电路分别与DC主开关电路和输出滤波及保护电路相连。进一步的，所述预稳压电路为BOOST电路，DC主开关管连接在充电机付边绕组回路的外侧。进一步的，所述预稳压电路为BUCK电路，DC主开关管连接在充电机付边绕组回路的内侧。进一步的，所述预稳压电路为BUCK-BOOST电路，输出整流电路包括整流管，DC主开关管与整流管并联。进一步的，还包括电子开关，电子开关的一端接地，其另一端与主变压器付边绕组回路外侧的整流管或开关管相连。进一步的，还包括带CAN控制的主MCU以及CAN接口电路，充电机整流滤波及主开关电路通过主MCU和CAN接口电路分别与DC输出整流滤波电路和输出滤波及保护电路相连。进一步的，所述充电机电路的两端分别连接市电输入和动力电池；DC输出整流滤波电路的一端与电压电器相连。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术包括充电机电路和DC/DC转换电源电路，充电机电路包括前级输入整理滤波及主开关电路和主变压器，主变压器的输出端设有整流管，DC/DC转换电源电路通过连接DC/DC驱动控制电路、输出整流滤波电路以及在变压器上的输出绕组上做一个变动，即把单绕组该成双绕组:在充电机的输出绕组上的内侧或外侧连接DC主开关管电路。可以大大优化设计参数的选择范围和余度。同时为进一步压缩共享硬件，本专利技术采用一个CAN通讯口来完成OBC及DC与整车的通讯，完美地实现了DC/DC转换器和车载充电机的合并功能，进一步简化了器件的使用量和结构件设计，优化了车载一体化电源的成本，且电路原理简单、可靠，对电路的其它功能和指标没有影响。本专利技术原理清晰，成本易控制，可以实现功率范围宽，其平台可以运用在从低速至高速车的场合，解决了车载充电机和DC/DC变换器合并功能的实用化。附图说明图1为本专利技术所述的实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路的结构框图。图2为DC采用BOOST预稳压时DC主开关管与主变压器的电路示意图。图3为DC采用BUCK预稳压时DC主开关管与主变压器的电路示意图。图4为采用升降压电路时的DC主开关管与主变压器的电路示意图。图5为采用分散式MCU管理的一体机控制的电路示意图。图6为本专利技术所述的实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路的设计样板图。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。参见图1，本专利技术所述的一种实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路，包括充电机电路和DC/DC转换电源电路。充电机电路包括依次相连的充电机整流滤波及主开关电路、主变压器、输出整流电路和输出滤波及保护电路。主变压器的付边输出端设有整流管。DC/DC转换电源电路通过连接DC/DC驱动控制电路、DC输出整流滤波电路以及在主变压器上增加一个辅助绕组NS2、在主变压器的主输出回路上连接DC主开关电路形成。充电机OBC主开关电路为LLC电路、移相全桥电路、PWM半桥或全桥或由级联稳压电路组成。主变压器的主绕组上连接有DC主开关管，DC主开关管连接于付边回路绕组上。即连接在变压器主绕组上的DC主开关管不是和其主输出回路的整流管直接并联的，而是连接在付边回路绕组上的不同位置，来满足预稳压电路的不同类型。DC/DC转换电源电路还包括预稳压电路，预稳压电路分别与DC主开关电路和输出滤波及保护电路相连。如图2所示，如果预稳压电路为BOOST电路，则DC主开关管连接在充电机付边绕组回路的外侧，即绕组匝数N3一端。反之，如图3所示，如果预稳压电路为BUCK电路，DC主开关管需要连接在充电机付边绕组回路的内侧，即绕组匝数N3的引出端。如图4所示，如果预稳压电路可以实现升降压功能，即预稳压电路为BUCK-BOOST电路。输出整流电路包括整流管，DC输出整流滤波电路与辅助绕组NS2相连，DC主开关电路可以为推挽电路、半桥电路或全桥电路。DC主开关管与整流管并联。对于低压供电的动力电池，预稳压适合用BOOST电路，以利总体效率提高。对于高电压锂电用BUCK预稳电路比较合适。具体可以根据所选DC主电路类型及开关器件的选型来综合考虑。在BUCK级联电路里为避免DC工作时同一侧不工作的绕组感应电压会形成短路效果，需要另外增设一个电子开关，见图2的K42，在DC工作时处于“关”状态，在充电机工作时进入“导通”状态。开关位置如图2、在BOOST级联电路时为避免外侧绕组参与工作，图3所示的K43可以在充电机工作时切断推挽开关。电子开关的一端接地，其另一端与充电机付边绕组回路的外侧相连。图2～图4中的电感L1，既可以作为充电机的输出电感，也可以作为DC的预稳压电感。还包括带CAN控制的主MCU以及CAN接口电路，充电机整流滤波及主开关电路通过主MCU和CAN接口电路分别与DC输出整流滤波电路和输出滤波及保护电路相连。充电机电路的两端分别连接市电输入和动力电池。DC输出整流滤波电路的一端与电压电器相连。对于锂电整车的充电一般是通过电池包的BMS来进行充电管理的。DC/DC功能合并后，可以用一个CAN通讯端口完成与整车通讯系统的对接，这就节省通讯的硬件资源。原则上CAN控制器和接口电路可以放在DC的付边，即低压输出回路一侧，这就避免了了CAN端口的隔离要求。为便利CAN功能设计，可以采用一个带CAN控制的主MCU，其它接地回路的电压电流采样及控制可以用子MCU管理和控制，各个MCU之间可以用串口隔离通讯，具体电路示意如图5所示。本专利技术的主要改进是连接在OBC付边的DC开关器件不是与整流管直接并联的，即付边绕组是一种有抽头引出的两段绕组，这样设计的优点是可以根据OBC输出电压的上下限范围来灵活调整主变压器DC部分的原付边匝数比，以配合DC前级预稳压部分的设计。即：由于无论是BUCK本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路，其特征在于：包括充电机电路和DC/DC转换电源电路，所述充电机电路包括依次相连的充电机整流滤波及主开关电路、主变压器、输出整流电路和输出滤波及保护电路；DC/DC转换电源电路通过连接DC/DC驱动控制电路、DC输出整流滤波电路以及在主变压器上增加一个辅助绕组NS2、在主变压器的主输出回路上连接DC主开关电路形成。

【技术特征摘要】
1.一种实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路，其特征在于：包括充电机电路和DC/DC转换电源电路，所述充电机电路包括依次相连的充电机整流滤波及主开关电路、主变压器、输出整流电路和输出滤波及保护电路；DC/DC转换电源电路通过连接DC/DC驱动控制电路、DC输出整流滤波电路以及在主变压器上增加一个辅助绕组NS2、在主变压器的主输出回路上连接DC主开关电路形成。2.根据权利要求1所述的实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路，其特征在于：所述主变压器的主绕组上连接有DC主开关管，DC主开关管连接于付边回路绕组上。3.根据权利要求1所述的实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路，其特征在于：所述DC/DC转换电源电路还包括预稳压电路，预稳压电路分别与DC主开关电路和输出滤波及保护电路相连。4.根据权利要求2所述的实用化的DC/DC转换器和车载充电机的合并电路，其特征在于：所述预稳压电路为BOOST电路，DC主开关管连接在充电机付边绕组回路的外侧。5.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶敬恒，张红彬，
申请(专利权)人：嘉善中正新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33