一种OBC电路、OBC充电器、新能源汽车及充电桩制造技术

本申请提供一种OBC电路、OBC充电器、新能源汽车及充电桩，在OBC电路中的第二副边电路主要包括第一开关管、第二开关管、第一二极管和第二二极管。通过控制第一开关管和第二开关管的导通及断开，可以实现整流及调压。该第二副边电路的结构简单，有利于简化OBC充电器中OBC电路结构。

An OBC circuit, OBC charger, new energy vehicle and charging post

【技术实现步骤摘要】
一种OBC电路、OBC充电器、新能源汽车及充电桩
本申请涉及新能源汽车
，尤其涉及一种OBC电路、OBC充电器、新能源汽车及充电桩。
技术介绍
随着新能源汽车的发展，车载充电(onboardcharger，OBC)充电器得到了越来越广泛的应用。OBC充电器主要包括OBC电路和驱动该OBC电路工作的控制电路。目前，OBC充电器多采用磁集成方案，即OBC电路中主要包括原边电路、第一副边电路和第二副边电路，且三个电路中两两之间磁耦合。控制电路可以根据第一副边电路的输出需求，控制原边电路将接收到的充电电能转换为具有特定频率的交流电能，并将其中的一部分交流电能提供给第一副边电路，将其中的另一部分交流电能提供给第二副边电路。控制电路还可以控制第一副边电路将接收到的交流电能转换为直流电能，该直流电能通常为高压电能，可以用于为新能源汽车的动力电池充电。控制电路还可以控制第二副边电路将接受到的交流电能转换为直流电能，该直流电能通常为低压电能，可以用于为新能源汽车中的低压电池(如铅酸蓄电池)或负载电路供电。然而，OBC充电器中原边电路所提供的交流电能的频率主要受第一副边电路的输出需求影响，因此第二副边电路往往设计有复杂的电路结构，才可以将从原边电路获得的交流电能转换为适用于低压电池或负载电路的直流电能。综上，目前的OBC充电器中OBC电路的结构较为复杂，因此还需要进一步研究。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种OBC电路、OBC充电器、新能源汽车及充电桩，在OBC电路中，通过第二副边电路的两个开关管和两个二极管可以实现整流及调压，该第二副边电路的结构简单，有利于简化OBC电路结构。第一方面，本申请实施例提供一种OBC电路，其中包括原边电路、第一副边电路和第二副边电路。原边电路分别与第一副边电路和第二副边电路磁耦合；其中，原边电路用于分别向第一副边电路提供第一交流电能，向第二副边电路提供第二交流电能，且第一交流电能和第二交流电能的频率相同；第二副边电路包括：第一副边绕组、第一开关管、第一二极管、第二副边绕组、第二开关管和第二二极管，第一直流端和第二直流端。第一副边绕组的第一端与第一开关管的第一电极耦合，第一副边绕组的第二端分别与第二直流端和第二副边绕组的第一端耦合，第一开关管的第二电极与第一二极管的阳极耦合，第一二极管的阴极与第一直流端耦合，第一开关管的体二极管的阳极与第一二极管的阳极耦合；第二副边绕组的第二端与第二开关管的第一电极耦合，第二开关管的第二电极与第二二极管的阳极耦合，第二二极管的阴极与第一二极管的阴极耦合，第二开关管的体二极管的阳极与第二二极管的阳极耦合。基于上述OBC电路，通过控制第一开关管和第二开关管的导通和断开可以对原边电路提供的原边交流电能进行整流及调压。例如，在原边交流电能处于正半周期时，第一副边绕组的第一端为高电势，第一开关管的体二极管处于截止状态，使得可以通过控制第一开关管的导通时间实现相控调压。同时，第二二极管处于截止状态，可以防止第一副边绕组释放的电能经第二开关管的体二极管释放到第二副边绕组，从而有利于防止因开关管的引入而带来的额外损耗。在原边交流电能处于负半周期时，第二副边绕组的第二端为高电势，与上述同理，不再赘述。第一开关管和第二开关管交替导通和关闭便可以实现整流。由此可见，本申请实施例所提供的第二副边电路可以实现整流及调压，而且第二副边电路的结构更加，进而有利于降低OBC充电器的损耗。此外，本申请实施例所提供的OBC电路适用于相控调压方式，因此能够适用更宽的频率范围。在一种可能的实现方式中，第二副边电路还包括滤波电容和滤波电感；滤波电感的一端与第一二极管的阴极耦合，滤波电感的另一端分别与第一直流端和滤波电容的第一电极耦合，滤波电容的第二电极与接地电路耦合。滤波电容和滤波电感可以对第二直流电能作滤波处理，降低第二直流电能的电压文波，有利于提高第二副边电路的输出效果。在一种可能的实现方式中，第一二极管为第三开关管的体二极管，第三开关管的第一电极与第一开关管的第二电极耦合，第三开关管的第二电极与第一直流端耦合；和/或，第二二极管为第四开关管的体二极管，第四开关管的第一电极与第二开关管的第二电极耦合，第四开关管的第二电极与第一二极管的阴极耦合。第三开关管和第四开关管同样可以实现截止功能。而在第一开关管导通后，导通第三开关管，可以使第一副边绕组的电能经第三开关管的沟道输出，有利于降低第二副边电路的损耗。同样的，在第二开关管导通后，导通第四开关管，可以使第二副边绕组的电能经第四开关管的沟道输出，同样有利于降低第二副边电路的损耗。第二方面，本申请实施例还提供一种车载充电OBC充电器，该OBC充电器包括：控制电路和如上述第一方面所提供的OBC电路，控制电路分别与OBC电路中的原边电路和第一副边电路耦合。示例性的，控制电路用于：在当前第一周期的第一时间段，控制原边电路产生原边交流电能的正半周期电能，在当前第一周期的第二时间段，控制原边电路产生原边交流电能的负半周期电能；控制第一副边电路将从原边电路得到的第一交流电能转换为第一直流电能，第一交流电能为原边交流电能中的部分电能；控制电路还分别与第二副边电路中第一开关管的控制电极和第二开关管的控制电极耦合，控制电路还用于：在第一时间段内的第一时间点，导通第一开关管，第一时间点与第一时间段的初始时间点间隔第一时延，第一时延用于调节第二副边电路输出的第二直流电能的电压值；在第一时间点之后的第二时间点，断开第一开关管，第二时间点不晚于下一个第一周期中，第一时间段的初始时间点；在第二时间段内的第三时间点，导通第二开关管，第三时间点与第二时间段的初始时间点间隔第二时延，第二时延用于调节第二直流电能的电压值；在第三时间点之后的第四时间点，断开第二开关管，第四时间点不晚于下一个第一周期中，第二时间段的初始时间点。本申请实施例中，控制电路可以采用相控调压方式，即通过第一时延和第二时延调节第二直流电能的电压值。相控调压可以更好的适用于交流电调压场景，有利于减小所得到的第二直流电能的电压文波，从整体上提高第二副边电路的输出效果。在一种可能的实现方式中，第二时间点不早于第三时间点，和/或，第四时间点不早于下一个第一周期中的第一时间点。在一种可能的实现方式中，第一二极管为第三开关管的体二极管，第三开关管的第一电极与第一开关管的第二电极耦合，第三开关管的第二电极与第一直流端耦合；控制电路，还用于：在第一时间点导通第三开关管，并在第一时间点之后的第五时间点断开第三开关管，第五时间点不早于第一时间段的结束时间点，且不晚于第三时间点；和/或，第二二极管为第四开关管的体二极管，第四开关管的第一电极与第二开关管的第二电极耦合，第四开关管的第二电极与第一二极管的阴极耦合；控制电路，还用于：在第三时间点导通第四开关管，并在第四时间点之后的第六时间点断开第四开关管，第六时间点不早于第二时间段的结束时间点，且不晚于下一个第一周期的第一时间点。体二极管即使在导通状态，也存在一定的导通压降，因此在体二极管导通状态下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载充电OBC电路，其特征在于，包括：原边电路、第一副边电路和第二副边电路，所述原边电路分别与所述第一副边电路和所述第二副边电路磁耦合；/n所述原边电路用于分别向所述第一副边电路提供第一交流电能，向所述第二副边电路提供第二交流电能，其中，所述第一交流电能和所述第二交流电能的频率相同；/n所述第二副边电路包括：第一副边绕组、第一开关管、第一二极管、第二副边绕组、第二开关管和第二二极管，第一直流端和第二直流端；所述第一副边绕组的第一端与所述第一开关管的第一电极耦合，所述第一副边绕组的第二端分别与所述第二直流端和所述第二副边绕组的第一端耦合，所述第一开关管的第二电极与所述第一二极管的阳极耦合，所述第一二极管的阴极与所述第一直流端耦合，所述第一开关管的体二极管的阳极与所述第一二极管的阳极耦合；/n所述第二副边绕组的第二端与所述第二开关管的第一电极耦合，所述第二开关管的第二电极与所述第二二极管的阳极耦合，所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阴极耦合，所述第二开关管的体二极管的阳极与所述第二二极管的阳极耦合。/n

【技术特征摘要】
1.一种车载充电OBC电路，其特征在于，包括：原边电路、第一副边电路和第二副边电路，所述原边电路分别与所述第一副边电路和所述第二副边电路磁耦合；
所述原边电路用于分别向所述第一副边电路提供第一交流电能，向所述第二副边电路提供第二交流电能，其中，所述第一交流电能和所述第二交流电能的频率相同；
所述第二副边电路包括：第一副边绕组、第一开关管、第一二极管、第二副边绕组、第二开关管和第二二极管，第一直流端和第二直流端；所述第一副边绕组的第一端与所述第一开关管的第一电极耦合，所述第一副边绕组的第二端分别与所述第二直流端和所述第二副边绕组的第一端耦合，所述第一开关管的第二电极与所述第一二极管的阳极耦合，所述第一二极管的阴极与所述第一直流端耦合，所述第一开关管的体二极管的阳极与所述第一二极管的阳极耦合；
所述第二副边绕组的第二端与所述第二开关管的第一电极耦合，所述第二开关管的第二电极与所述第二二极管的阳极耦合，所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阴极耦合，所述第二开关管的体二极管的阳极与所述第二二极管的阳极耦合。


2.根据权利要求1所述的OBC电路，其特征在于，所述第二副边电路还包括滤波电容和滤波电感；
所述滤波电感的一端与所述第一二极管的阴极耦合，所述滤波电感的另一端分别与所述第一直流端和所述滤波电容的第一电极耦合，所述滤波电容的第二电极与接地电路耦合。


3.根据权利要求1或2所述的OBC电路，其特征在于，所述第一二极管为第三开关管的体二极管，所述第三开关管的第一电极与所述第一开关管的第二电极耦合，所述第三开关管的第二电极与所述第一直流端耦合；和/或，
所述第二二极管为第四开关管的体二极管，所述第四开关管的第一电极与所述第二开关管的第二电极耦合，所述第四开关管的第二电极与所述第一二极管的阴极耦合。


4.一种车载充电OBC充电器，其特征在于，包括：控制电路和如权利要求1或2所述的OBC电路，所述控制电路分别与所述OBC电路中的原边电路和第一副边电路耦合；
所述控制电路用于：
在当前第一周期的第一时间段，控制所述原边电路产生原边交流电能的正半周期电能，在所述当前第一周期的第二时间段，控制所述原边电路产生原边交流电能的负半周期电能；
控制所述第一副边电路将从所述原边电路得到的第一交流电能转换为第一直流电能，所述第一交流电能为所述原边交流电能中的部分电能；
所述控制电路还分别与所述第二副边电路中第一开关管的控制电极和所述第二开关管的控制电极耦合，所述控制电路还用于：
在所述第一时间段内的第一时间点，导通所述第一开关管，所述第一时间点与所述第一时间段的初始时间点间隔第一时延，所述第一时延用于调节所述第二副边电路输出的第二直流电能的电压值；
在所述第一时间点之后的第二时间点，断开所述第一开关管，所述第二时间点不晚于下一个第一周期中，所述第一时间段的初始时间点；
在所述第二时间段内的第三时间点，导通所述第二开关管，所述第三时间点与所述第二时间段的初始时间点间隔第二时延，所述第二时延用于调节所述第二直流电能的电压值；
在所述第三时间点之后的第四时间点，断开所述第二开关管，所述第四时间点不晚于下一个第一周期中，所述第二时间段的初始时间点。


5.根据权利要求4所述的OBC充电器，其特征在于，所述第二时间点不早于所述第三时间点，和/或，所述第四时间点不早于下一个第一周期中的第一时间点。


6.根据权利要求4或5所述的OBC充电器，其特征在于，所述第一二极管为第三开关管的体二极管，所述第三开关管的第一电极与所述第一开关管的第二电极耦合，所述第三开关管的第二电极与所述第一直流端耦合；所述控制电路，还用于：在所述第一时间点导通所述第三开关管，并在所述第一时间点之后的第五时间点断开所述第三开关管，所述第五时间点不早于所述第一时间段的结束时间点，且不晚于所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贺军，刘韧，曾滔，胡艳军，郭丰，
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