一种四向转换车载充电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种四向转换车载充电机，其中主变压器包括3个绕组，原边绕组1为市电输入侧，副边绕组2为动力电池侧，副边绕组3为车载蓄电池侧；本实用新型专利技术不仅能实现交流输入侧电网与直流侧动力电池之间的能量双向传递，还能实现动力电池组与车载蓄电池之间的双向传递，使动力电池组和车载蓄电池均具有冗余供电功能，即具备双向车载OBC与双向DC‑DC功能，实现能量的四向转换。特别是蓄电池侧给动力电池组供电，将在紧急情况下给于动力电池组充电提供动力支持，提高了电动汽车行驶中的可靠性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种四向转换车载充电机
本技术涉及电动汽车充电
，更具体的涉及一种四向转换车载充电机。
技术介绍
近年来，随着电动汽车行业的蓬勃发展，车载电子设备性能和成本要求变高，车载电子设备的低成本化、集成化、多功能化成为了车载电子行业发展的必然趋势。特别是车载充电机和车载DC-DC，作为整个电动汽车的核心电能转换模块，迫切需求高度集成化和多功能化。图1为目前较为常见的车载OBC与DC-DC简单物理集成的方案，该方案不仅成本高、体积大、集成程度较低，而且功能比较单一，已经不能满足高速发展的电动汽车市场对车载电子设备的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提出了一种四向转换车载充电机及控制方法，将车载OBC与DC-DC转换器做电气集成，不仅实现了整机体积小型化、低成本化，而且功能更多样化，可靠性更高；同时，本技术不仅能实现交流输入侧电网与直流侧动力电池之间的能量双向传递，还能实现动力电池组与车载蓄电池之间的双向传递，使动力电池组和车载蓄电池均具有冗余供电功能，即具备双向车载OBC与双向DC-DC功能。为实现上述目的，采用如下技术方案：一种四向转换车载充电机，包括主变压器T1，其特征在于：主变压器T1包括3个绕组，原边绕组1为市电输入侧，副边绕组2为动力电池侧，副边绕组3为车载蓄电池侧；MOS场效应管Q1、MOS场效应管Q2、MOS场效应管Q3、MOS场效应管Q4共同构成全桥电路；原边绕组1一端串联谐振电感Lr1，谐振电感Lr1另一端串联电磁继电器RLY1，电磁继电器RLY1另一端连接MOS场效应管Q1的源极；原边绕组1另一端串联谐振电容Cr1，谐振电容Cr1另一端连接MOS场效应管Q1的漏极；母线大电解电容Cbulk正极连接MOS场效应管Q1的漏极、负极连接MOS场效应管Q2的源极；MOS场效应管Q5、MOS场效应管Q6、MOS场效应管Q7、MOS场效应管Q8共同构成全桥电路；副边绕组2一端串联谐振电感Lr2，联谐振电感Lr2另一端连接MOS场效应管Q5的源极；副边绕组2另一端串联谐振电容Cr2，谐振电容Cr2另一端连接MOS场效应管Q8的漏极；电解电容Co_bat的正极连接MOS场效应管Q7的漏极、负极连接MOS场效应管Q8的源极；副边绕组3连接一整流电路，此整流电路可以通过如下3种不同技术方案实现整流稳压输出：技术方案1：所述的整流电路包括MOS场效应管Q9、MOS场效应管Q10、MOS场效应管Q11、MOS场效应管Q12、MOS场效应管Q13、MOS场效应管Q14；MOS场效应管Q10和MOS场效应管Q13为共源极结构、MOS场效应管Q12和MOS场效应管Q14为共源极结构；MOS场效应管Q9漏极连接MOS场效应管Q11漏极，MOS场效应管Q11源极连接MOS场效应管Q12漏极，MOS场效应管Q14漏极连接MOS场效应管Q13漏极，MOS场效应管Q10漏极连接MOS场效应管Q9源极；副边绕组3一端串联谐振电感Lr3，谐振电感Lr3另一端连接MOS场效应管Q9的源极；副边绕组3另一端串联谐振电容Cr3，谐振电容Cr3另一端连接MOS场效应管Q12的漏极；电解电容Cout的正极连接MOS场效应管Q11的漏极、负极连接MOS场效应管Q14的漏极。技术方案2：所述的整流电路包括MOS场效应管Q9、MOS场效应管Q10、MOS场效应管Q11、MOS场效应管Q12，四个场效应管构成桥式整流电路；副边绕组3一端串联谐振电感Lr3，联谐振电感Lr3另一端连接MOS场效应管Q9的源极；副边绕组3另一端串联谐振电容Cr3，谐振电容Cr3另一端连接MOS场效应管Q12的漏极；电解电容Co的正极连接MOS场效应管Q11的漏极、负极连接MOS场效应管Q12的源极；MOS场效应管Q15的漏极连接电解电容Co的正极、源极连接二极管D1负极，二极管D1正极连接电解电容Co负极；电感Lpb一端连接二极管D1负极、另一端连接电解电容Cout正极，电解电容Cout负极连接二极管D1正极；电磁继电器RLY2一端连接MOS场效应管Q15的源极、另一端连接电解电容Cout正极。技术方案3：所述的整流电路包括MOS场效应管Q9、MOS场效应管Q10、MOS场效应管Q11、MOS场效应管Q12，四个场效应管构成桥式整流电路；副边绕组3一端串联谐振电感Lr3，联谐振电感Lr3另一端连接MOS场效应管Q9的源极；副边绕组3另一端串联谐振电容Cr3，谐振电容Cr3另一端连接MOS场效应管Q12的漏极；电解电容Co的正极连接MOS场效应管Q11的漏极、负极连接MOS场效应管Q12的源极；MOS场效应管Q15的漏极连接电解电容Co的正极、源极连接MOS场效应管Q16的漏极，MOS场效应管Q16的源极连接电解电容Co负极；电感Lpb一端连接MOS场效应管Q16的漏极、另一端连接电解电容Cout正极，电解电容Cout负极连接MOS场效应管Q16的源极。一种四向转换车载充电机控制方法，其步骤为：S1、开机后选择控制工作状态，共有4种工作状态：汽车充电状态、动力电池组给蓄电池充电状态、汽车动力电池组逆变回馈电网状态、蓄电池给动力电池组紧急充电状态；S2、当处于汽车充电状态时：A、电磁继电器RLY1闭合状态；市电侧作为输入端，输入前级整流电路和PFC电路将市电交流电压转变成稳定的VPFC直流电压；MOS场效应管Q1、MOS场效应管Q2、MOS场效应管Q3、MOS场效应管Q4为全桥CLLC结构输入端开关管，MCU通过采样动力电池侧电压和电流值进行PFM调频控制驱动信号，经主变压器T1的原边绕组1向副边传能；B、同时动力电池侧MOS场效应管Q5、MOS场效应管Q6、MOS场效应管Q7、MOS场效应管Q8通过比MOS场效应管Q1、MOS场效应管Q2、MOS场效应管Q3、MOS场效应管Q4后开先关实现同步整流控制，副边绕组2整流后输出Vbat_Li给动力电池组充电；C、蓄电池侧副边绕组3整流后输出电压Vbat_Pb，给车载蓄电池侧供电，从而实现了车载OBC功能；S3、当处于动力电池组给蓄电池充电状态时：A、电磁继电器RLY1断开，使原边绕组1处于开路状态；同时关闭MOS场效应管Q1、MOS场效应管Q2、MOS场效应管Q3、MOS场效应管Q4驱动，市电侧处于完全断开状态；B、动力电池侧MOS场效应管Q5、MOS场效应管Q6、MOS场效应管Q7、MOS场效应管Q8为全桥CLLC结构输入端开关管，主控MCU通过采样蓄电池侧电压和电流值进行PFM调频控制，使动力电池组处于放电状态，副边绕组2向副边绕组3传能；C、蓄电池侧副边绕组3整流后输出稳定的电压Vbat_Pb，给车载蓄电池充电，从而实现车载DC-DC变换器的功能；S4、当处于汽车动力电池组逆变回馈电网状态时：A、电磁继电器RLY1闭合状态，此时动力电池侧作为输入端；动力电池侧MOS场效应管Q5、MOS场效应管Q6、MOS场效应管Q7、MOS场效应管Q8为全桥CLLC输入端开关管，主控MCU通过采样原边母线电压和电流值进行PFM调制控制，使动力电池组处于放电状态，副边绕组2向原边绕组1传能；B、市电侧MOS场效应管Q1、MOS场效应管Q2、MOS场效应管Q3、MOS场效应管Q4通过比MOS场效应管Q5、MO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四向转换车载充电机，包括主变压器T1，其特征在于：主变压器T1包括3个绕组，原边绕组1为市电输入侧，副边绕组2为动力电池侧，副边绕组3为车载蓄电池侧；MOS场效应管Q1、MOS场效应管Q2、MOS场效应管Q3、MOS场效应管Q4共同构成全桥电路；原边绕组1一端串联谐振电感Lr1，谐振电感Lr1另一端串联电磁继电器RLY1，电磁继电器RLY1另一端连接MOS场效应管Q1的源极；原边绕组1另一端串联谐振电容Cr1，谐振电容Cr1另一端连接MOS场效应管Q1的漏极；母线大电解电容Cbulk正极连接MOS场效应管Q1的漏极、负极连接MOS场效应管Q2的源极；MOS场效应管Q5、MOS场效应管Q6、MOS场效应管Q7、MOS场效应管Q8共同构成全桥电路；副边绕组2一端串联谐振电感Lr2，联谐振电感Lr2另一端连接MOS场效应管Q5的源极；副边绕组2另一端串联谐振电容Cr2，谐振电容Cr2另一端连接MOS场效应管Q8的漏极；电解电容Co_bat的正极连接MOS场效应管Q7的漏极、负极连接MOS场效应管Q8的源极；副边绕组3连接一整流电路。

【技术特征摘要】
1.一种四向转换车载充电机，包括主变压器T1，其特征在于：主变压器T1包括3个绕组，原边绕组1为市电输入侧，副边绕组2为动力电池侧，副边绕组3为车载蓄电池侧；MOS场效应管Q1、MOS场效应管Q2、MOS场效应管Q3、MOS场效应管Q4共同构成全桥电路；原边绕组1一端串联谐振电感Lr1，谐振电感Lr1另一端串联电磁继电器RLY1，电磁继电器RLY1另一端连接MOS场效应管Q1的源极；原边绕组1另一端串联谐振电容Cr1，谐振电容Cr1另一端连接MOS场效应管Q1的漏极；母线大电解电容Cbulk正极连接MOS场效应管Q1的漏极、负极连接MOS场效应管Q2的源极；MOS场效应管Q5、MOS场效应管Q6、MOS场效应管Q7、MOS场效应管Q8共同构成全桥电路；副边绕组2一端串联谐振电感Lr2，联谐振电感Lr2另一端连接MOS场效应管Q5的源极；副边绕组2另一端串联谐振电容Cr2，谐振电容Cr2另一端连接MOS场效应管Q8的漏极；电解电容Co_bat的正极连接MOS场效应管Q7的漏极、负极连接MOS场效应管Q8的源极；副边绕组3连接一整流电路。2.如权利要求1所述的一种四向转换车载充电机，其特征在于：所述的整流电路包括MOS场效应管Q9、MOS场效应管Q10、MOS场效应管Q11、MOS场效应管Q12、MOS场效应管Q13、MOS场效应管Q14；MOS场效应管Q10和MOS场效应管Q13为共源极结构、MOS场效应管Q12和MOS场效应管Q14为共源极结构；MOS场效应管Q9漏极连接MOS场效应管Q11漏极，MOS场效应管Q11源极连接MOS场效应管Q12漏极，MOS场效应管Q14漏极连接MOS场效应管Q13漏极，MOS场效应管Q10漏极连接MOS场效应管Q9源极；副边绕组3一端串联谐振电感Lr3，联谐振电感Lr3另一端连接MOS场效应管Q9的源极；副边绕组3另一端串联谐振电容Cr3，谐振电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锐，胡烨，朱建国，李晨光，
申请(专利权)人：深圳市永联科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44