一种变换器及供电系统技术方案

公开了一种变换器及供电系统，涉及电力电子领域，解决了OBC电路中的采样电路较复杂的问题。该变换器包括交流单元、切换单元、变换单元、直流单元和控制器，其中，交流单元包括U线、V线、W线和N线，该N线连接控制器的地线，使得控制器可以直接与U线、V线和W线连接，采集U线的电压、V线的电压和W线的电压。从而，简化了采样电路。

A converter and power supply system

The invention discloses a converter and a power supply system, which relates to the field of power electronics and solves the problem that the sampling circuit in the OBC circuit is relatively complex. The converter includes an AC unit, a switching unit, a conversion unit, a DC unit and a controller. The AC unit includes a U-Wire, a v-wire, a W-wire and a n-wire. The n-wire connects the controller's ground wire, so that the controller can be directly connected with a U-Wire, a v-wire and a W-wire, and collects the voltage of a U-Wire, a v-wire and a W-wire. Thus, the sampling circuit is simplified.

【技术实现步骤摘要】
一种变换器及供电系统
本申请涉及电力电子领域，尤其涉及一种变换器及供电系统。
技术介绍
随着纯电动汽车的发展，当下直流快充充电基础设施还未完全普及，影响了纯电动汽车的用户体验。为了提升充电的便利性，纯电动汽车配置了车载充电器(Onboardcharger，OBC)，使得纯电动汽车可以使用家用的交流电源插座进行充电。例如，可以使用三相交流电或单相交流电对纯电动汽车进行充电。相对单相交流电，三相交流电可以提升充电功率等级、缩短充电时间和提高纯电动汽车的续航里程。为了加强纯电动汽车的用户体验，逆变功能也成为了纯电动汽车的标配，通过逆变技术可以实现车辆到车辆(Vehicle-to-vehicle，V2V)和车辆到负载(Vehicle-to-load，V2L)的供电。例如，纯电动汽车可以通过OBC为负载提供三相交流电和单相交流电。为了使控制器根据交流电压控制OBC电路工作于三相整流状态/三相逆变状态或者单相整流状态/单相逆变状态，通常OBC电路包含采样电路，该采样电路用于控制器采集OBC的交流电压。但是，传统技术中母线的负极为接地线，采样电路需要包含差分电路，导致采样电路较复杂。
技术实现思路
本申请提供一种变换器及供电系统，解决了OBC电路中的采样电路较复杂的问题。为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：第一方面，提供了一种变换器，该变换器包括：交流输入单元、切换单元、变换单元、直流输出单元和控制器。其中，所述交流输入单元，用于输入交流电，为变换单元提供交流电，交流输入单元包括U线、V线、W线和N线，N线连接控制器的地线，交流输入单元的输出端连接切换单元的输入端；所述控制器，用于通过第一采样线路采集U线的电压，通过第二采样线路采集V线的电压和通过第三采样线路采集W线的电压，根据U线的电压、V线的电压和W线的电压确定第一控制信号，向切换单元发送第一控制信号，其中，控制器通过第一采样线路与U线连接，控制器通过第二采样线路与V线连接，控制器通过第三采样线路与W线连接；所述切换单元，用于根据控制器发送的第一控制信号控制变换器从三相交流电输入电路切换为单相交流电输入电路，切换单元的输出端连接变换单元的输入端；所述变换单元，用于根据控制器发送的第二控制信号将交流电变换为直流电，第二控制信号是根据控制器采集的U线的电压、V线的电压、W线的电压、变换单元的电流和直流输出单元输出的直流电压确定的，变换单元的输出端连接直流输出单元的输入端；所述直流输出单元，用于接收变换单元输出的直流电，输出直流电。本申请实施例提供的变换器，通过将N线连接到控制器的地线，作为控制器的采样参考地线，因此，可以将控制器直接与U线、V线和W线分别连接，采集U线的电压、V线的电压和W线的电压，从而，有效地简化了三相相电压采样电路。在一种可能的设计中，变换器还包括第一母线分裂电容和第二母线分裂电容，第一母线分裂电容和第二母线分裂电容的中点通过电容与N线连接，第一母线分裂电容的正极与直流输出单元包含的母线的正极连接，第一母线分裂电容的负极与第二母线分裂电容的正极连接，第二母线分裂电容的负极与直流输出单元包含的母线的负极连接。从而，可以提供高频通路，降低电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)。在另一种可能的设计中，变换单元包括第一电感、第二电感、第三电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管，其中，第一电感的一端与U线连接，第一电感的另一端与第一开关管和第二开关管组成的串联桥臂的中点连接，第二电感的一端与V线连接，第二电感的另一端与第三开关管和第四开关管组成的串联桥臂的中点连接，第三电感的一端与W线连接，第三电感的另一端与第五开关管和第六开关管组成的串联桥臂的中点连接，第一开关管的漏极、第三开关管的漏极和第五开关管的漏极分别与直流输出单元包含的母线的正极连接，第二开关管的漏极、第四开关管的漏极和第六开关管的源极分别与直流输出单元包含的母线的负极连接。在一些实施例中，控制器还用于通过第四采样线路采集第一电感的电流，通过第五采样线路采集第二电感的电流，通过第六采样线路采集第三电感的电流，通过第七采样线路采集直流电压，根据第一电感的电流、第二电感的电流、第三电感的电流、直流电压、U线的电压，V线的电压和W线的电压确定第二控制信号，向变换单元发送第二控制信号。从而，通过将N线连接到控制器的地线，作为控制器的采样参考地线，因此，可以将控制器直接与U线、V线和W线分别连接，采集第一电感的电流、第二电感的电流、第三电感的电流，从而，有效地简化了变换单元的电流的采样电路。在另一种可能的设计中，第一电感、第二电感和第三电感是集成电感。从而，当变换器工作于三相交流电的整流状态时，可以实现工频磁抵消，减小电感体积。在另一种可能的设计中，切换单元包括第一开关、第二开关和第三开关，其中，第一开关的一端与V线连接，第一开关的另一端与N线连接，第二开关的一端与W线连接，第二开关的另一端与N线连接，第三开关的一端与第一电感的一端连接，第三开关的另一端与第一电感的另一端连接；第一开关用于根据控制器发送的第一控制信号控制第一开关关闭；以及，第二开关用于根据控制器发送的第一控制信号控制第二开关关闭；以及，第三开关用于根据控制器发送的第一控制信号控制第三开关关闭。第二方面，提供了一种变换器，该变换器包括：直流输入单元、切换单元、变换单元、交流输出单元和控制器。其中，所述直流输入单元，用于输入直流电，为变换单元提供直流电，直流输入单元的输出端连接变换单元的输入端；所述变换单元，用于根据控制器发送的第一控制信号将直流电变换为交流电，第一控制信号是根据控制器采集的U线的电压、V线的电压、W线的电压、变换单元的电流和直流输入单元输出的直流电压确定的，变换单元的输出端连接切换单元的输入端；所述切换单元，用于根据控制器发送的第二控制信号控制变换器切换从三相交流电输出电路为单相交流电输出电路，切换单元的输出端连接交流输出单元的输入端；所述交流输出单元，用于接收变换单元输出的交流电，输出交流电，交流输出单元包括U线、V线、W线和N线，N线连接控制器的地线；所述控制器，用于通过第一采样线路采集U线的电压，通过第二采样线路采集V线的电压和通过第三采样线路采集W线的电压，根据U线的电压、V线的电压和W线的电压确定第二控制信号，向切换单元发送第二控制信号，其中，控制器通过第一采样线路与U线连接，控制器通过第二采样线路与V线连接，控制器通过第三采样线路与W线连接。本申请实施例提供的变换器，通过将N线连接到控制器的地线，作为控制器的采样参考地线，因此，可以将控制器直接与U线、V线和W线分别连接，采集U线的电压、V线的电压和W线的电压，从而，有效地简化了三相相电压采样电路。在一种可能的设计中，变换器还包括第一母线分裂电容和第二母线分裂电容，第一母线分裂电容和第二母线分裂电容的中点通过电容与N线连接，第一母线分裂电容的正极与直流输入单元包含的母线的正极连接，第一母线分裂电容的负极与第二母线分裂电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变换器，其特征在于，包括：/n交流输入单元，用于输入交流电，为变换单元提供所述交流电，所述交流输入单元包括U线、V线、W线和N线，所述N线连接控制器的地线，所述交流输入单元的输出端连接切换单元的输入端；/n所述控制器，用于通过第一采样线路采集所述U线的电压，通过第二采样线路采集所述V线的电压和通过第三采样线路采集所述W线的电压，根据所述U线的电压、所述V线的电压和所述W线的电压确定第一控制信号，向所述切换单元发送所述第一控制信号，其中，所述控制器通过所述第一采样线路与所述U线连接，所述控制器通过所述第二采样线路与所述V线连接，所述控制器通过所述第三采样线路与所述W线连接；/n所述切换单元，用于根据所述控制器发送的第一控制信号控制所述变换器从三相交流电输入电路切换为单相交流电输入电路，所述切换单元的输出端连接所述变换单元的输入端；/n所述变换单元，用于根据所述控制器发送的第二控制信号将所述交流电变换为直流电，所述第二控制信号是根据所述控制器采集的所述U线的电压、所述V线的电压、所述W线的电压、所述变换单元的电流和所述直流输出单元输出的直流电压确定的，所述变换单元的输出端连接所述直流输出单元的输入端；/n直流输出单元，用于接收所述变换单元输出的所述直流电，输出所述直流电。/n...

【技术特征摘要】
1.一种变换器，其特征在于，包括：
交流输入单元，用于输入交流电，为变换单元提供所述交流电，所述交流输入单元包括U线、V线、W线和N线，所述N线连接控制器的地线，所述交流输入单元的输出端连接切换单元的输入端；
所述控制器，用于通过第一采样线路采集所述U线的电压，通过第二采样线路采集所述V线的电压和通过第三采样线路采集所述W线的电压，根据所述U线的电压、所述V线的电压和所述W线的电压确定第一控制信号，向所述切换单元发送所述第一控制信号，其中，所述控制器通过所述第一采样线路与所述U线连接，所述控制器通过所述第二采样线路与所述V线连接，所述控制器通过所述第三采样线路与所述W线连接；
所述切换单元，用于根据所述控制器发送的第一控制信号控制所述变换器从三相交流电输入电路切换为单相交流电输入电路，所述切换单元的输出端连接所述变换单元的输入端；
所述变换单元，用于根据所述控制器发送的第二控制信号将所述交流电变换为直流电，所述第二控制信号是根据所述控制器采集的所述U线的电压、所述V线的电压、所述W线的电压、所述变换单元的电流和所述直流输出单元输出的直流电压确定的，所述变换单元的输出端连接所述直流输出单元的输入端；
直流输出单元，用于接收所述变换单元输出的所述直流电，输出所述直流电。


2.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述变换器还包括第一母线分裂电容和第二母线分裂电容，所述第一母线分裂电容和所述第二母线分裂电容的中点通过电容与所述N线连接，所述第一母线分裂电容的正极与所述直流输出单元包含的母线的正极连接，所述第一母线分裂电容的负极与所述第二母线分裂电容的正极连接，所述第二母线分裂电容的负极与所述直流输出单元包含的母线的负极连接。


3.根据权利要求1或2所述的变换器，其特征在于，所述变换单元包括第一电感、第二电感、第三电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管，其中，所述第一电感的一端与所述U线连接，所述第一电感的另一端与所述第一开关管和所述第二开关管组成的串联桥臂的中点连接，所述第二电感的一端与所述V线连接，所述第二电感的另一端与所述第三开关管和所述第四开关管组成的串联桥臂的中点连接，所述第三电感的一端与所述W线连接，所述第三电感的另一端与所述第五开关管和所述第六开关管组成的串联桥臂的中点连接，所述第一开关管的漏极、所述第三开关管的漏极和所述第五开关管的漏极分别与所述直流输出单元包含的母线的正极连接，所述第二开关管的漏极、所述第四开关管的漏极和所述第六开关管的源极分别与所述直流输出单元包含的母线的负极连接。


4.根据权利要求3所述的变换器，其特征在于，所述控制器还用于通过第四采样线路采集所述第一电感的电流，通过第五采样线路采集所述第二电感的电流，通过第六采样线路采集所述第三电感的电流，通过第七采样线路采集所述直流电压，根据所述第一电感的电流、所述第二电感的电流、所述第三电感的电流、所述直流电压、所述U线的电压，所述V线的电压和所述W线的电压确定所述第二控制信号，向所述变换单元发送所述第二控制信号。


5.根据权利要求3或4所述的变换器，其特征在于，所述第一电感、所述第二电感和所述第三电感是集成电感。


6.根据权利要求3至5中任一项所述的变换器，其特征在于，所述切换单元包括第一开关、第二开关和第三开关，其中，所述第一开关的一端与所述V线连接，所述第一开关的另一端与所述N线连接，所述第二开关的一端与所述W线连接，所述第二开关的另一端与所述N线连接，所述第三开关的一端与所述第一电感的一端连接，所述第三开关的另一端与所述第一电感的另一端连接；
所述第一开关用于根据所述控制器发送的第一控制信号控制所述第一开关关闭；以及，
所述第二开关用于根据所述控制器发送的第一控制信号控制所述第二开关关闭；以及，
所述第三开关用于根据所述控制器发送的第一控制信号控制所述第三开关关闭。


7.一种变换器，其特征在于，包括：
直流输入单元，用于输入直流电，为变换单元提供所述直流电，所述直流输入单元的输出端连接所述变换单元的输入端；
所述变换单元，用于根据控制器发送的第一控制信号将所述直流电变换为交流电，所述第一控制信号是根据所述控制器采集的U线的电压、V线的电压、W线的电压、所述变换单元的电流和所述直流输入单元输出的直流电压确定的，所述变换单元的输出端连接切换单元的输入端；
所述切换单元，用于根据所述控制器发送的第二控制信号控制所述变换器切换从三相交流电输出电路为单相交流电输出电路，所述切换单元的输出端连接所述交流输出单元的输入端；
交流输出单元，用于接收所述变换单元输出的所述交流电，输出所述交流电，所述交流输出单元包括所述U线、所述V线、所述W线和N线，所述N线连接控制器的地线；
所述控制器，用于通过第一采样线路采集所述U线的电压，通过第二采样线路采集所述V线的电压和通过第三采样线路采集所述W线的电压，根据所述U线的电压、所述V线的电压和所述W线的电压确定所述第二控制信号，向所述切换单元发送所述第二控制信号，其中，所述控制器通过所述第一采样线路与所述U线连接，所述控制器通过所述第二采样线路与所述V线连接，所述控制器通过所述第三采样线路与所述W线连接。


8.根据权利要求7所述的变换器，其特征在于，所述变换器还包括第一母线分裂电容和第二母线分裂电容，所述第一母线分裂电容和所述第二母线分裂电容的中点通过电容与所述N线连接，所述第一母线分裂电容的正极与所述直流输入单元包含的母线的正极连接，所述第一母线分裂电容的负极与所述第二母线分裂电容的正极连接，所述第二母线分裂电容的负极与所述直流输入单元包含的母线的负极连接。


9.根据权利要求7或8所述的变换器，其特征在于，所述变换单元包括第一电感、第二电感、第三电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管，其中，所述第一电感的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫平，梁永涛，陈晨，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44