一种用于电动汽车充电器的PWM控制串联谐振变换器制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于电动汽车充电器的PWM控制串联谐振变换器，基于改进的SRC串联谐振变换器的拓扑结构，随着输出电压的增加，改变唤起的二次侧整流器逐渐由全桥整流器转变为具有简单PWM控制的倍压整流器；开关频率固定在升压模式的谐振频率上，采用地全桥和倍压整流器自然地实现了“双峰效率点”，两个效率峰值点限制了效率下降在一个广泛地增益范围内，实现了高和平坦地效率曲线；恒定开关频率操作允许简单的控制和更容易的效率优化，本实用新型专利技术提出的转换器的效率可以在整个输出电压范围内保持较高。本实用新型专利技术中的转换器更接近“第二”谐振点操作，第二个谐振点限制由PWM增益提升引起的大峰值和RMS电流，能够提高谐振点操作时的效率，使得宽增益范围具有两个最高效率点。高效率点。高效率点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电动汽车充电器的PWM控制串联谐振变换器


[0001]本技术属于电力电子领域，具体涉及一种用于电动汽车充电器的PWM控制串联谐振变换器。

技术介绍

[0002]随着新能源的不断发展，电动汽车的市场不断扩大，人们对电动汽车的充电设施需求变得越来越大，充电链接器的两种主流协议为CHAdeMO和CCS，它们有不同的电池电压范围。一般情况下，CHAdeMO电压范围为500V以下的电池，CCS的电压范围为950V以下的电池。因此为了保证包括采用CHAdeMO和CCS两种协议的电动汽车，需要开发一种覆盖范围极宽的电动汽车充电器。
[0003]在电动汽车充电器中，串联谐振变换器SRC和LLC变换器由于运用了少量的元件而普遍应用于提高充电器中DC/DC变换器的效率。SRC区别于LLC变换器的地方在于它的磁化电感大小，SRC的充磁电感较大，而LLC的充磁电感较小，大的充磁电感可以引起其循环损耗较小，在谐振频率处的效率较高。然而，SRC仅提供降压转换比，LLC变换器在开关频率变小时可以获得启动增益。因此，SRC的循环电流较小，但增益范围有限。
[0004]现有技术中PWM谐振变换器的效率随着输出电压的增加而降低。特别是当需要较高的升压电压转换比时，效率显著下降。这是因为随着增益的增加，采用传统PWM的谐振变换器会远离谐振点操作。在深升压区，谐振电流波形呈三角形，峰值和均方根值较大，导致较大的传导和铁芯损耗。此外，增压开关也会随着大功率开关关闭峰值电流导致较大的关断损耗。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种用于电动汽车充电器的PWM控制串联谐振变换器。
[0006]本技术是通过以下技术方案来实现：
[0007]一种用于电动汽车充电器的PWM控制串联谐振变换器，其特征在于，包括变压器；
[0008]所述变压器输入端为半桥电路，所述半桥电路包括输入电压、开关管、开关管S2、谐振电感，谐振电容；
[0009]所述电压正极连接开关管漏极，负极分别连接开关管S2源极和变压器输入侧；
[0010]所述开关管和开关管S2并联设置，开关管的源极和开关管S2的漏极分别连接谐振支路电感L
R
一端，谐振支路电感L
R
另一端连接有电容C
R
；
[0011]所述变压器输出端为全桥整流桥电路，全桥整流桥电路包括开关管S3、开关管S4、稳压二极管D1、稳压二极管D2和电容C
B
；
[0012]所述变压器输出端分别连接有开关管S3和开关管S4，所述开关管S3漏极连接有电容C
B
正极和稳压二极管D2正极，源极连接开关管S4的源极；开关管S4的漏极连接电容C
B
负极和稳压二极管D1正极；所述稳压二极管D1和稳压二极管D2负极相连。
[0013]进一步，所述开关管S3、开关管S4、稳压二极管D1和稳压二极管D2共同构成全桥结构且连接输出大电容C0，并形成第二端口。
[0014]进一步，所述开关管、开关管S2、开关管S3和开关管S4采用MOSFET开关管。
[0015]进一步，所述电容C
B
采用闭塞电容。
[0016]进一步，所述开关管和开关管S2与变压器构成第一桥，开关管和开关管S2由占空比为0.5的互补信号驱动。
[0017]进一步，所述第一桥和输入电压形成第一端口。
[0018]进一步，所述输入电压采用直流电源。
[0019]进一步，所述电容C
B
为飞跨电容。
[0020]与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：
[0021]本技术公开一种用于电动汽车充电器的PWM控制串联谐振变换器，基于改进的SRC串联谐振变换器的拓扑结构，随着输出电压的增加，改变唤起的二次侧整流器逐渐由全桥整流器转变为具有简单PWM控制的倍压整流器；开关频率固定在升压模式的谐振频率上，采用地全桥和倍压整流器自然地实现了“双峰效率点”，而两个效率峰值点限制了效率下降在一个广泛地增益范围内，实现了高和平坦地效率曲线；同时，恒定开关频率操作允许简单的控制和更容易的效率优化，因此本技术提出的转换器的效率可以在整个输出电压范围内保持较高。本申请在VOUT从VIN/2n增加到VIN/n时，所提出的转换器更接近“第二”谐振点操作，第二个谐振点限制由PWM增益提升引起的大峰值和RMS电流，能够提高谐振点操作时的效率，使得宽增益范围具有两个最高效率点。
附图说明
[0022]图1为本技术具实施中一种用于电动汽车充电器的PWM控制串联谐振变换器电路图；
[0023]图2为本技术具实施中当Vout＝Vin/2n时，变换器工作在PWM1模式时序图；
[0024]图3为本技术具实施中当Vin/2n<Vout<Vin/n时，变换器工作在PWM1模式时序图；
[0025]图4为本技术具实施中变换器工作在PWM1模式的一种等效电路图；
[0026]图5为本技术具实施中变换器工作在PWM1模式的一种等效电路图；
[0027]图6为本技术具实施中变换器工作在PWM1模式的一种等效电路图；
[0028]图7为本技术具实施中当Vout＝Vin/2n时，变换器工作在PWM2模式时序图；
[0029]图8为本技术具实施中当Vout>Vin/n时，变换器工作在PWM2模式时序图；
[0030]图9为本技术具实施中变换器工作在PWM2模式的一种等效电路图；
[0031]图10为本技术具实施中变换器工作在PWM2模式的一种等效电路图；
[0032]图11为本技术具实施中变换器工作在PWM2模式的一种等效电路图；
具体实施方式
[0033]下面结合具体的实施例对本技术做进一步的详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。
[0034]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实
施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
[0035]需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电动汽车充电器的PWM控制串联谐振变换器，其特征在于，包括变压器；所述变压器输入端为半桥电路，所述半桥电路包括输入电压、开关管、开关管S2、谐振电感，谐振电容；所述电压正极连接开关管漏极，负极分别连接开关管S2源极和变压器输入侧；所述开关管和开关管S2并联设置，开关管的源极和开关管S2的漏极分别连接谐振支路电感L
R
一端，谐振支路电感L
R
另一端连接有电容C
R
；所述变压器输出端为全桥整流桥电路，全桥整流桥电路包括开关管S3、开关管S4、稳压二极管D1、稳压二极管D2和电容C
B
；所述变压器输出端分别连接有开关管S3和开关管S4，所述开关管S3漏极连接有电容C
B
正极和稳压二极管D2正极，源极连接开关管S4的源极；开关管S4的漏极连接电容C
B
负极和稳压二极管D1正极；所述稳压二极管D1和稳压二极管D2负极相连。2.根据权利要求1所述一种用于电动汽车充电器的PWM控制串联谐振变换器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈景文，薛冠宇，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：新型
国别省市：