一种基于SiC功率器件的EV车载充电器制造技术

本发明专利技术公开一种基于SiC功率器件的EV车载充电器，包括主电路和控制电路，主电路包括整流滤波模块和LLC谐振式DC‑DC电路；整流滤波模块采用图腾柱无桥功率因数校正电路结构，直接连接三相交流输入电源；LLC谐振式DC‑DC电路由拓扑结构相同的第一半桥LLC转换器和第二半桥LLC转换器组成，第一半桥LLC转换器和第二半桥LLC转换器并联连接后串接在整流滤波模块与输出侧之间；第一半桥LLC转换器和第二半桥LLC转换器分别包括半桥逆变模块、高频变压模块、无源整流滤波模块；整流滤波模块和LLC谐振式DC‑DC电路分别与控制电路连接，控制电路采用平均电流控制和PFM控制方式，以实现数字化控制电路输出。本发明专利技术具有电源输出精度高、功率密度高、可靠性高、占用空间小的优势。

An EV Vehicle Charger Based on SiC Power Device

The invention discloses an EV on-board charger based on SiC power device, which includes main circuit and control circuit. The main circuit includes rectifier filter module and LLC resonant DC_DC circuit. The rectifier filter module adopts a totem pole bridge-free power factor correction circuit structure to directly connect three-phase AC input power supply. The LLC resonant DC_DC circuit consists of the first half-bridge LLC converter with the same topological structure and the LLC resonant DC_DC circuit. The second half-bridge LLC converter consists of the first half-bridge LLC converter and the second half-bridge LLC converter connected in parallel and connected in series between the rectifier filter module and the output side; the first half-bridge LLC converter and the second half-bridge LLC converter include the half-bridge inverter module, the high frequency voltage converter module, the passive rectifier filter module; the rectifier filter module and the LLC resonant DC_DC circuit are connected with the control circuit respectively. The control circuit adopts average current control and PFM control mode to realize digital control circuit output. The invention has the advantages of high power output precision, high power density, high reliability and small occupied space.

【技术实现步骤摘要】
一种基于SiC功率器件的EV车载充电器
本专利技术涉及电力电子
，特别是涉及一种基于SiC功率器件的EV车载充电器。
技术介绍
随着电动汽车(Electricvehicle；EV)和插电式混合动力电动汽车(Plug-inhybridelectricvehicle；PHEV)技术的不断发展，社会对快速充电能力的需求也在增加。虽然一般来说，行业趋势是使用车外充电站来提供高功率直流充电，以节省车辆的成本和重量，但通过快速充电的技术革新大大提高了车辆的多功能性，即使在没有充电站的基础设施下也能完成充电工作。车载充电机是安装在电动汽车上的电气装置，起到将电网的交流电转化为满足电池要求的直流电的作用，作为车载设备，需要满足小型化、轻量化、高可靠性等要求，作为能量转换设备，需要满足高功率因数、高效率、高功率密度等要求。目前，大部分车载充电机采用的拓扑结构的器件较多，在车载充电机运行过程中会产生较大的损耗，导致其效率较低和发热严重。车载充电机一般会采用外置风扇来进行散热，这使得其可靠性大大降低。此外，基于Si材料的功率管被广泛应用于车载充电机中，这限制了车载充电机工作频率的提升，从而使得车载充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SiC功率器件的EV车载充电器，包括主电路和控制电路，其特征在于，所述主电路包括整流滤波模块和LLC谐振式DC‑DC电路；所述整流滤波模块采用图腾柱无桥功率因数校正电路结构，直接连接三相交流输入电源；所述LLC谐振式DC‑DC电路由拓扑结构相同的第一半桥LLC转换器和第二半桥LLC转换器组成，所述第一半桥LLC转换器和所述第二半桥LLC转换器并联连接后串接在所述整流滤波模块与输出侧之间；所述第一半桥LLC转换器和所述第二半桥LLC转换器各自分别包括依次连接的半桥逆变模块、高频变压模块、无源整流滤波模块；所述整流滤波模块和所述LLC谐振式DC‑DC电路分别与所述控制电路连接，所述控制...

【技术特征摘要】
1.一种基于SiC功率器件的EV车载充电器，包括主电路和控制电路，其特征在于，所述主电路包括整流滤波模块和LLC谐振式DC-DC电路；所述整流滤波模块采用图腾柱无桥功率因数校正电路结构，直接连接三相交流输入电源；所述LLC谐振式DC-DC电路由拓扑结构相同的第一半桥LLC转换器和第二半桥LLC转换器组成，所述第一半桥LLC转换器和所述第二半桥LLC转换器并联连接后串接在所述整流滤波模块与输出侧之间；所述第一半桥LLC转换器和所述第二半桥LLC转换器各自分别包括依次连接的半桥逆变模块、高频变压模块、无源整流滤波模块；所述整流滤波模块和所述LLC谐振式DC-DC电路分别与所述控制电路连接，所述控制电路采用平均电流控制和PFM控制方式，以实现数字化控制电路输出。2.根据权利要求1所述的一种基于SiC功率器件的EV车载充电器，其特征在于，所述图腾柱无桥功率因数校正电路包括：3个升压电感La、Lb、Lc，6个SiC功率开关管G1～G6，两个Si/SiC功率开关管G7、G8，及滤波电容Cdc1；其中，SiC功率开关管G1与G2、G3与G4、G5与G6依次构成三组桥臂，Si/SiC功率开关管G7、G8组成桥臂，每组桥臂上下两个功率开关管反向串联构成推挽输出，形如图腾柱；三相交流电源通过3个升压电感La、Lb、Lc连接到由SiC功率开关管G1～G6构成的前三组桥臂的上下两个功率开关管之间，SiC功率开关管G1～G6工作在高频区；第四组桥臂中的Si/SiC功率开关管G7、G8工作在低频区，三相电源直接连接在上下两个Si/SiC功率开关管G7、G8之间；四组桥臂后接一个并联的滤波电容Cdc1。3.根据权利要求1所述的一种基于SiC功率器件的EV车载充电器，其特征在于，所述半桥逆变模块包括：4个SiC功率开关管G9～G12，谐振电感Lr1、谐振电感Lr2、谐振电容Cr1、谐振电容Cr2；其中，SiC功率开关管G9、G10串联形成桥臂后，并联前级整流滤波模块，在SiC功率开关管G9和G10之间依次串联连接谐振电感Lr1、谐振电容Cr1，这些元件构成LLC谐振回路，形成第一组半桥逆变结构；第二组半桥逆变结构采用所述第一组半桥逆变结构的镜像，包括：SiC功率开关管G11、SiC功率开关管G12、谐振电感Lr2、谐振电容Cr2，所述第二组半桥逆变结构中的SiC功率开关管...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先允，唐昕杰，王书征，张宇，袁宇，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32