集成DC/DC转换器的双向车载充电机电路制造技术

本发明专利技术公开了一种集成DC/DC转换器的双向车载充电机电路，包括双向AC/DC电路和双向DC/DC转换电路，双向DC/DC转换电路包括变压器、第一H桥开关电路、第二H桥开关电路和全波整流电路；第一H桥开关电路通过第一谐振电路接第一绕组，第一谐振电路包括第一谐振电容和第一绕组对第二绕组的漏感；第二H桥开关电路通过第二谐振电路接第二绕组，第二谐振电路包括第二谐振电容和第二绕组对第一绕组的漏感；全波整流电路的输入端接第三绕组，输出端用于向车辆蓄电池供电。本发明专利技术利用变压器的集成漏感作为谐振电感参与电路工作，减小了功率电路磁性器件的数量，提高了整个电路的功率密度。

Two way vehicle charger circuit with integrated DC / DC converter

【技术实现步骤摘要】
集成DC/DC转换器的双向车载充电机电路[
]本专利技术涉及双向车载充电机，尤其涉及一种集成DC/DC转换器的双向车载充电机电路。[
技术介绍
]传统的电动汽车车载充电机和车载DC/DC变换器都是单独的一个模块，独立工作，车载功率变换部分的体积和重量大。申请号为CN201710559537.5的专利技术公开了一种新型的集成DC/DC转换器的车载充电机主电路及其控制环路，将DC/DC转换器与车载OBC做电气集成，并且能实现车载OBC双向传能；另外在蓄电池侧采用同步整流+PWM脉宽调制发波的控制策略，更大限度提高DC/DC功能模块效率；并使整机体积大幅度减小、成本明显降低、功率密度显著提高。但是，该专利技术的高频变压器的原副边有两个谐振电感，加上主变压器总共有三个磁性元器件，磁性器件体积数量较大。另外该专利技术高频变压器的第三绕组、低压绕组的整流开关Q9和斩波开关Q12同时开通关断，整流开关Q10和斩波开关Q11同时开通关断。这种控制方法简单，但是在实际电路中，由于低压绕组输出电流常常达到100A以上，在整流开关和斩波开关同时关断时，由于线寄生电感的原因，关断时的大电流并不会瞬间降为0，导致整流管的结电容被充电到很高的电压，共源极点的电位下降，导致整流管和斩波管的漏源电压应力高，有可能击穿的风险。[
技术实现思路
]本专利技术要解决的技术问题是提供一种磁性器件数量少的集成DC/DC转换器的双向车载充电机电路。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，一种集成DC/DC转换器的双向车载充电机电路，包括双向AC/DC电路和双向DC/DC转换电路，双向DC/DC转换电路包括变压器、第一H桥开关电路、第二H桥开关电路和全波整流电路；变压器包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，双向AC/DC电路与第一H桥开关电路通过直流母线连接；第一H桥开关电路的中点通过第一谐振电路接第一绕组，第一谐振电路包括第一谐振电容和第一电感；第二H桥开关电路的中点通过第二谐振电路接第二绕组，第二谐振电路包括第二谐振电容和第二电感；全波整流电路的输入端接第三绕组，输出端用于向车辆蓄电池供电；所述的第一电感为第一绕组对第二绕组的漏感，所述的第二电感为第二绕组对第一绕组的漏感。以上所述的双向车载充电机电路，所述的全波整流电路包括两条半波整流支路，第三绕组包括中心抽头，两条半波整流支路的第一端分别接第三绕组的两端，两条半波整流支路的第二端接全波整流电路输出端的第一端，中心抽头接全波整流电路输出端的第二端；半波整流支路包括整流管和斩波管、整流管与斩波管共源极串联。以上所述的双向车载充电机电路，通过调节斩波管的斩波占空比来实现对全波整流电路的输出增益。以上所述的双向车载充电机电路，半波整流支路的开关频率与输入侧绕组开关管的开关频率相同，整流管与斩波管同时开通，斩波管与输入侧绕组同名端的开关管同时关断，整流管相对于斩波管关断延时。以上所述的双向车载充电机电路，双向AC/DC电路为全桥开关电路，正向工作在SPWM整流模式，反向工作在SPWM逆变模式，其交流侧通过LC电路与交流输入端口相连，直流侧与直流母线相连。以上所述的双向车载充电机电路，车载充电机正向工作时，第一H桥开关电路通过调节开关频率控制第二H桥开关电路输出的传输增益；车载充电机反向工作时，第二H桥开关电路通过调节开关频率控制第一H桥开关电路向直流母线输出的传输增益。以上所述的双向车载充电机电路，包括三种工作模式：模式一，从交流侧取电，经过双向AC/DC电路转换为母线直流电，第一绕组作为输入侧，向第二绕组和第三绕组传递能量，给动力电池和蓄电池充电；模式二，从动力电池取电，第二绕组作为输入侧，向第三绕组供电，给蓄电池充电；模式三，从动力电池取电，第二绕组作为输入侧，向直流母线供电，通过A双向AC/DC电路逆变给交流侧负载供电，同时向第三绕组供电，给蓄电池充电。本专利技术通过变压器的磁集成，利用变压器的集成漏感作为谐振电感参与电路工作，减小了功率电路磁性器件的数量，提高了整个电路的功率密度。[附图说明]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术实施例集成DC/DC转换器的双向车载充电机的电路图。图2是本专利技术实施例车载充电机模式一下的等效电路图。图3是本专利技术实施例车载充电机模式二下的等效电路图。图4是本专利技术实施例车载充电机模式三下的等效电路图。图5是本专利技术实施例低压PWM斩波调制的波形图。图6是本专利技术实施例磁集成LLCC的等效电路图。[具体实施方式]本专利技术实施例集成DC/DC转换器的双向车载充电机电路如图1所示。该电路前级由双向AC/DC电路由全桥开关电路10、交流电感L1和电容C1组成。交流侧端子通过电感L1和电容C1组成的LC电路与4个开关管Q1、Q2、Q3、Q4组成的全桥开关电路两个半桥的中点相连，全桥开关电路的直流端与母线电容C2相连。双向DC/DC转换电路包含一个高频变压器T1(50)，高频变压器包含三个绕组，第一高压绕组51、第二高压绕组52和低压绕组53，低压绕组53带有中间抽头。高频变压器集成绕组51对绕组52有漏感Lr1，绕组52对绕组51有漏感Lr2，高频变压器的集成漏感，参与电路谐振。高压绕组51通过谐振电容Cr1与H桥开关电路20的中点相连，H桥开关电路20由开关管Q5、Q6、Q7、Q8组成。，H桥开关电路20的直流端与直流母线相连。高压绕组52通过谐振电容Cr2与全桥开关电路30的中点相连，，H桥开关电路30由开关管Q9、Q10、Q11、Q12组成。，H桥开关电路30的直流端与高压端口与电容C3和动力电池相连。低压绕组53与全波整流斩波电路40相连，全波整流斩波电路40的输出与低压端口和电容C4相连，低压端口和电容C4与低压蓄电池相连。全波整流斩波电路40的第一半波整流斩波支路由整流管Q13和斩波管Q15共源极串联组成、第二半波整流斩波支路由整流管Q14和斩波管Q16共源极串联组成。前级双向AC/DC电路正向充电时SPWM整流将单相交流电转变为母线直流电，反向放电时，SPWM逆变将母线直流电逆变为单相交流电给交流负载供电。本专利技术实施例磁集成双向车载充电机电路有三种工作模式：在模式一下工作，电路从交流侧取电，经过AC/DC电路转换为母线直流电，高频变压器第一绕组作为输入侧，向第二绕组和第三绕组传递能量，给动力电池和低压蓄电池充电。在模式二下工作，电路从动力电池取电，第二绕组作为输入侧，向第三绕组供电，给低压蓄电池充电。在模式三下工作，电路从动力电池取电，第二绕组作为输入侧，向母线供电，通过AC/DC电路逆变给交流负载供电，给第三绕组供电，给蓄电池充电。在模式一或模式三中，当低压输出需要调节输出增益时，斩波开关通过调节斩波占空比来实现对低压输出调节。斩波管Q15的驱动关断与输入侧绕组的同名端开关同时关断。整流管Q13的驱动开通和斩波管Q15同时开通。整流管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成DC/DC转换器的双向车载充电机电路，包括双向AC/DC电路和双向DC/DC转换电路，双向DC/DC转换电路包括变压器、第一H桥开关电路、第二H桥开关电路和全波整流电路；变压器包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，双向AC/DC电路与第一H桥开关电路通过直流母线连接；第一H桥开关电路的中点通过第一谐振电路接第一绕组，第一谐振电路包括第一谐振电容和第一电感；第二H桥开关电路的中点通过第二谐振电路接第二绕组，第二谐振电路包括第二谐振电容和第二电感；全波整流电路的输入端接第三绕组，输出端用于向车辆蓄电池供电；其特征在于，所述的第一电感为第一绕组对第二绕组的漏感，所述的第二电感为第二绕组对第一绕组的漏感。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成DC/DC转换器的双向车载充电机电路，包括双向AC/DC电路和双向DC/DC转换电路，双向DC/DC转换电路包括变压器、第一H桥开关电路、第二H桥开关电路和全波整流电路；变压器包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，双向AC/DC电路与第一H桥开关电路通过直流母线连接；第一H桥开关电路的中点通过第一谐振电路接第一绕组，第一谐振电路包括第一谐振电容和第一电感；第二H桥开关电路的中点通过第二谐振电路接第二绕组，第二谐振电路包括第二谐振电容和第二电感；全波整流电路的输入端接第三绕组，输出端用于向车辆蓄电池供电；其特征在于，所述的第一电感为第一绕组对第二绕组的漏感，所述的第二电感为第二绕组对第一绕组的漏感。


2.根据权利要求1所述的双向车载充电机电路，其特征在于，所述的全波整流电路包括两条半波整流支路，第三绕组包括中心抽头，两条半波整流支路的第一端分别接第三绕组的两端，两条半波整流支路的第二端接全波整流电路输出端的第一端，中心抽头接全波整流电路输出端的第二端；半波整流支路包括整流管和斩波管、整流管与斩波管共源极串联。


3.根据权利要求1所述的双向车载充电机电路，其特征在于，通过调节斩波管的斩波占空比来实现对全波整流电路的输出增益。


4.根据权利要求1所述的双向车载充...

【专利技术属性】
技术研发人员：周强，阮世良，吴景童，
申请(专利权)人：深圳市高斯宝电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44