一种电动汽车车载双向充电机的主电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电动汽车车载双向充电机的主电路，包括整流模块和DC/DC转换模块，整流模块包括交流电接口，DC/DC转换模块包括动力电池组接口，整流模块通过直流母线接DC/DC转换模块，当交流电接口为输入端口、动力电池组接口为输出端口时，整流模块为全桥PWM整流电路，DC/DC转换模块为全桥LLC整流电；当动力电池组接口为输入端口、交流电接口为输出端口时，DC/DC转换模块为全桥LC整流电路，整流模块为全桥逆变电路。本实用新型专利技术的车载双向充电机的主电路成本低、功率密度高、能用较小的体积实现大功率输出。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车车载双向充电机的主电路[
]本技术涉及车载充电机，尤其涉及一种电动汽车车载双向充电机的主电路。[
技术介绍
]传统的大功率双向电动汽车专用车载充电机的主电路有两种主流拓扑结构。第一种，整流部分采用四个高频MOS构成的全桥整流电路，DC部分采用BOOST+BUCK+LLC拓扑结构，这种方案的拓扑电路复杂，成本极高；第二种，整流部分采用四个高频MOS构成的全桥整流电路，DC部分采CLLC拓扑结构。这种方案的拓扑采用CLLC拓扑，产生两个增益，产品稳定性大大降低，同时整流部分用到四个高频MOS管，DC部分要用到两组谐振电容，两组谐振电感，结构复杂，成本也比较高。[
技术实现思路
]本技术要解决的技术问题是提供一种电路结构简单、成本较低的电动汽车车载双向充电机的主电路。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是，一种电动汽车车载双向充电机的主电路，包括整流模块和DC/DC转换模块，整流模块包括交流电接口，DC/DC转换模块包括动力电池组接口，整流模块通过直流母线接DC/DC转换模块，当交流电接口为输入端口、动力电池组接口为输出端口时，整流模块为全桥PWM整流电路，DC/DC转换模块为全桥LLC整流电；当动力电池组接口为输入端口、交流电接口为输出端口时，DC/DC转换模块为全桥LC整流电路，整流模块为全桥逆变电路。以上所述的主电路，整流模块包括交流滤波电容、第一电感、第一母线电容和桥式连接的4个开关管，交流电接口的第一端口通过第一电感接第一半桥的中点，交流电接口的第二端口通过第一电阻接第二半桥的中点；交流滤波电容接在交流电接口的两个端口之间，第一母线电容接直流母线，并与整流模块桥式连接的第一半桥、第二半桥并接。以上所述的主电路，第一半桥的两个开关管采用MOS管，第二半桥的两个开关管采用IGBT管；当整流模块作为全桥PWM整流电路进行工作时，第一电感作为升压电感；当整流模块作为全桥逆变电路进行工作时，第一电感作为交流滤波电感。以上所述的主电路，DC/DC转换模块包括变压器、原边电路和副边电路，原边电路包括第二母线电容、谐振电容、谐振电感和桥式连接的4个原边开关管，副边电路包括直流滤波电容和桥式连接的4个副边开关管；原边桥式连接的两个半桥的中点接谐振电容、谐振电感与变压器原边绕组的串联电路，副边桥式连接的两个半桥的中点接变压器的副边绕组；第二母线电容接直流母线，并与原边电路桥式连接的两个半桥并接，直流滤波电容接在动力电池组接口的两个端口之间，并与副边电路桥式连接的两个半桥并接。本技术的车载双向充电机主电路的成本低、功率密度高、车载双向充电机能用较小的体积实现大功率输出。[附图说明]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1是本技术实施例车载双向充电机主电路拓扑图。图2是本技术实施例整流模块拓扑图。图3是本技术实施例整流模块工作模式一波形图。图4是本技术实施例整流模块工作模式一环路控制原理图。图5是本技术实施例整流模块工作模式二波形图图6是本技术实施例整流模块实现模式二环路控制原理图。图7是本技术实施例DC/DC转换模块拓扑图。图8是本技术实施例DC/DC转换模块波形图。图9是本技术实施例DC/DC转换模块工作模式一环路控制原理图。图10是本技术实施例DC/DC转换模块工作模式二环路控制原理图。[具体实施方式]本技术实施例车载双向充电机电路主电路拓扑如图1所示，包括整流模块和DC/DC转换模块。整流模块包括交流电接口，DC/DC转换模块包括动力电池组接口。整流模块通过直流母线接DC/DC转换模块。车载双向充电机电路的有两个工作模式，包括模式一的正向电池充电模式和模式二的反向交流电输出模式。在正向电池充电模式下，交流电接口为输入端口、动力电池组接口为输出端口。整流模块作为全桥PWM整流电路进行工作，DC/DC转换模块作为全桥LLC整流电路进行工作。在反向交流电输出模式下，动力电池组接口为输入端口、交流电接口为输出端口。DC/DC转换模块作为全桥LC整流电路进行工作，整流模块作为全桥逆变电路进行工作。如图1所示，在模式一下，交流电Vin输入后通过4个天关管Q1、Q2、Q3、Q4全桥PWM整流母线电压Vbus,达到370Vdc～470Vdc后，采用8个MOS管Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12全桥LLC整流，从而达到250Vdc～450Vdc电压输出来对动力电池组充电。在模式二下，250Vdc～450Vdc的动力电池组电压通过8个MOS管Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12实现全桥LC整流，达到300Vdc～470Vdc母线电压后，再通过4个MOS管Q1、Q2、Q3、Q4全桥逆变，在250Vdc～450Vdc全范围内都能实现稳定的220Vac交流电输出。如图2所示，开关管Q1、Q2,Q3、Q4桥式连接，整流模块的交流电接口的第一端口L通过电感L1接第一半桥的中点，交流电接口的第二端口N通过电阻R19接第二半桥的中点。交流滤波电容C1接在交流电接口的两个端口L和N之间，母线电容C2接直流母线，并与整流模块Q1、Q2,Q3、Q4桥式连接的第一半桥、第二半桥并接。模式一由滤波电容C1,升压电感L1,电阻R19，MOS管Q1、Q2,IGBT管Q3、Q4,母线电解电容C2构成一个全桥PWM整流电路。模式二由母线电解电容C2，MOS管Q1、Q2,IGBT管Q3、Q4,滤波电容C1,交流滤波电感L1构成一个全桥逆变电路。在图3中，Vin指的交流电输入波形，Q3、Q4为滞后臂发波波形，开关频率在40HZ～60HZ，波形互补，永远跟随输入交流电，然而Q1、Q2为超前臂发波波形，开关频率为固定高频开关频率，通过调整Q1、Q2占空比，获得稳定的直流母线电压，且功率因数渐近1。在图4中，整流模块工作于模式一的环路，Vref指的母线电压设定的电压值,Vbus指的瞬时母线电压值，IS1输入电流瞬时值，Vin输入电压瞬时值。Vref减去Vbus产生的差值进入电压环PI调节，得到的值乘于Vin得到数据，再减去IS1生误差值进入电流环PI调节，得到PWM值去调节S1,S2占空比。在图5中，Vin指的输出交流电波形，Q3、Q4为滞后臂发波波形，固定发波频率定为50HZ，波形互补，然而Q1、Q2为超前臂发波波形，开关频率为固定高频开关频率，Q1、Q2占空比从零逐渐增加到最大值，再从最大值逐渐减少到零，从而获得50HZ正弦波。在图6中，整流模块工作于模式二环路图，Vref1指的输出设定的电压值,Vin指的瞬时输出电压值，IS1输出电流瞬时值，Vin输入电压瞬时值。Vref1减去Vin产生的差值进入电压环PI调节，得到PWM值去调节S1,S2占空比,这里IS1不参与环路，只做输出过流保护。如图7所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车车载双向充电机的主电路，包括整流模块和DC/DC转换模块，整流模块包括交流电接口，DC/DC转换模块包括动力电池组接口，整流模块通过直流母线接DC/DC转换模块，其特征在于，当交流电接口为输入端口、动力电池组接口为输出端口时，整流模块为全桥PWM整流电路，DC/DC转换模块为全桥LLC整流电路；当动力电池组接口为输入端口、交流电接口为输出端口时，DC/DC转换模块为全桥LC整流电路，整流模块为全桥逆变电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车车载双向充电机的主电路，包括整流模块和DC/DC转换模块，整流模块包括交流电接口，DC/DC转换模块包括动力电池组接口，整流模块通过直流母线接DC/DC转换模块，其特征在于，当交流电接口为输入端口、动力电池组接口为输出端口时，整流模块为全桥PWM整流电路，DC/DC转换模块为全桥LLC整流电路；当动力电池组接口为输入端口、交流电接口为输出端口时，DC/DC转换模块为全桥LC整流电路，整流模块为全桥逆变电路。


2.根据权利要求1所述的主电路，其特征在于，整流模块包括交流滤波电容、第一电感、第一母线电容和桥式连接的4个开关管，交流电接口的第一端口通过第一电感接第一半桥的中点，交流电接口的第二端口通过第一电阻接第二半桥的中点；交流滤波电容接在交流电接口的两个端口之间，第一母线电容接直流母线，并与整流模块桥式连接的第一半桥、第二半桥并接...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖泽福，范自立，阮世良，
申请(专利权)人：广东高斯宝电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44