三端口充电机制造技术

本实用新型专利技术提供一种三端口充电机，三端口充电机包括变压器、三个端口电路以及通断单元；变压器具有第一绕组、第二绕组以及第三绕组；三个端口电路分别是第一转换电路、第二转换电路和第三转换电路，第一转换电路与第一绕组连接，第二转换电路与第二绕组连接，第三转换电路与第三绕组连接；三个端口电路中的至少一者中设有通断单元。如此，当三个端口电路中的任一者出现短路工况时，通断单元的设计可以断开出现短路工况的端口电路与变压器之间的功率连接，避免影响其他两者端口电路，如此保证其他两者端口电路仍然可以通过变压器实现能量传输。能量传输。能量传输。

【技术实现步骤摘要】
三端口充电机


[0001]本技术涉及车载充电
，特别涉及一种三端口充电机。

技术介绍

[0002]车载充电机(On
‑
board charger；OBC)是电动汽车内部实现能量转换的核心部件，它具有为动力电池安全快速便捷充满电的能力，它依据电池管理系统BMS提供的数据，动态调节充电电流与电压参数，执行相应的充电动作，完成充电过程。
[0003]图1是现有技术中的一种车载充电机的拓扑结构示意图。参阅图1，车载充电机包括变压器、原边转换电路、第一副边转换电路10和第二副边转换电路20。原边转换电路连接外部电源，第一副边转换电路10连接高压电池，第二副边转换电路20连接低压电压。原边转换电路、第一副边转换电路10以及第二副边转换电路20通过变压器实现彼此之间的功率连接，具体而言，原边转换电路连接变压器的原边绕组T0，第一副边转换电路10连接变压器的第一副边绕组W1，第二副边转换电路20连接第二副边绕组T2。如此拓扑结构，获取外部电源的能量后，依据原边转换电路、变压器、第一副边转换电路10以及第二副边转换电路20各自对电源的转换(具体指的是交流和直流之间的转换)，实现对高压电池的充电以及对低压电池的充电。
[0004]进一步地，原边转换电路中，第一NMOS管G1和第二NMOS管G2串联后接入外部电源，第三NMOS管G3和第四NMOS管G4串联后接入外部电源，第一NMOS管G1的源极和第二NMOS管G2的漏极之间的连接点定义为P1，第三NMOS管G3的源极和第四NMOS管G4的漏极之间的连接点定义为P2，在P1和P2之间依次串联电感L0、原边绕组T0以及电容C0。
[0005]如上的拓扑结构，当原边转换电路发生短路工况时，具体指的是P1和P2之间的线路发生短路，这便会导致整个拓扑结构停止工作。对整车的影响就是第一副边转换电路10到第二副边转换电路20的输出被切断，与第二副边转换电路20连接的低压电池将会缺少来自高压电池的能量补给，会有一定电压(通常是12V)的电池馈电的风险，低压用电器工作异常，能量不足以让目标车辆从原边转换电路失效的地点行驶到维修店。并且，一定电压的馈电会产生车载相关的安全问题，导致客户终端体验差。
[0006]因此，原边转换电路由于短路工况失效时，如何实现第一副边转换电路10和第二副边转换电路20之间的功率传输解耦，是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于提供一种三端口充电机，以解决车载充电机的原边转换电路、第一副边转换和第二副边转换电路中的任一者出现短路工况时车载充电机不能工作的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本技术提供一种三端口充电机，其包括：
[0009]变压器，其具有第一绕组、第二绕组以及第三绕组；
[0010]三个端口电路，分别是第一转换电路、第二转换电路和第三转换电路；所述第一转
换电路与所述第一绕组连接，且所述第一转换电路用于外接外部电源；所述第二转换电路与所述第二绕组连接，且所述第二转换电路用于外接高压电池；所述第三转换电路与所述第三绕组连接，且所述第三转换电路用于外接低压电池；
[0011]通断单元，三个所述端口电路中的至少一者中设有所述通断单元，且所述通断单元被配置为在对应的所述端口电路短路时断开所述端口电路与所述变压器之间的功率连接。
[0012]优选地，三个所述端口电路均设有所述通断单元。
[0013]可选的，所述第一转换电路包括第一H桥，所述第一H桥的两个桥臂分别是第一桥臂和第二桥臂；所述第一桥臂的两端和所述第二桥臂的两端均用于连接外部电源，所述第一绕组接入在所述第一桥臂的中点和所述第二桥臂的中点之间；
[0014]所述第一转换电路上的通断单元设于所述第一桥臂的中点和所述第一绕组之间，和/或，所述第一转换电路上的通断单元设于所述第一绕组和所述第二桥臂的中点之间。
[0015]可选的，所述第一转换电路包括第一～第四功率开关管，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管串联形成所述第一桥臂，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管之间引出所述第一桥臂的中点；所述第三功率开关管和所述第四功率开关管串联形成所述第二桥臂，所述第三功率开关管和所述第四功率开关管之间引出所述第二桥臂的中点。
[0016]可选的，所述第一转换电路还包括第一原边电容、第二原边电容以及原边电感，所述第一原边电容和所述第一桥臂并联，所述第二原边电容接入在所述第一绕组和所述第二桥臂的中点之间，所述原边电感接入在所述第一桥臂的中点和所述第一绕组之间。
[0017]可选的，所述第二转换电路包括第二H桥，所述第二H桥的两个桥臂分别是第三桥臂和第四桥臂；所述第三桥臂的两端和所述第四桥臂的两端均用于连接高压电池，所述第二绕组接入在所述第三桥臂的中点和所述第四桥臂的中点之间；
[0018]所述第二转换电路上的通断单元设于所述第三桥臂的中点和所述第二绕组之间，和/或，所述第二转换电路上的通断单元设于所述第二绕组和所述第四桥臂的中点之间。
[0019]可选的，所述第二转换电路包括第五～第八功率开关管，所述第五功率开关管和所述第六功率开关管串联形成所述第三桥臂，所述第五功率开关管和所述第六功率开关管之间引出所述第三桥臂的中点；所述第七功率开关管和所述第八功率开关管串联形成所述第四桥臂，所述第七功率开关管和所述第八功率开关管之间引出所述第四桥臂的中点。
[0020]可选的，所述第二转换电路还包括第一副边电容和第二副边电容，所述第一副边电容和所述第四桥臂并联，所述第二副边电容接入在所述第二绕组和所述第四桥臂的中点之间。
[0021]可选的，所述第三绕组包括串联的负绕组段和正绕组段，所述第三转换电路包括与所述正绕组段连接的正整流回路以及与所述负绕组段连接的负整流回路，所述正整流回路对处于正半周的交流电整流，所述负整流回路对处于负半周的交流电整流；所述正整流回路和所述负整流回路共用一条从所述负绕组段和所述正绕组段之间引出的输出母线；
[0022]其中，所述第三转换电路上的通断单元设于所述正整流回路和所述负整流回路共用的所述输出母线上。
[0023]可选的，所述第三转换电路包括第九～第十二功率开关管、副边电感以及第三副边电容，所述第九功率开关管的输入端连接所述负绕组段的同名端，所述第十功率开关管
的输入端连接所述正绕组段的异名端，所述第十一功率开关管的输入端连接所述负绕组段的异名端，所述第十一功率开关管的输出端和所述第十二功率开关管的输入端连接后通过所述副边电感接入所述第三副边电容的一端，所述第九功率开关管的输出端、所述第十功率开关管的输出端和所述第十二功率开关管的输出端共同连接至所述第三副边电容的另一端。
[0024]可选的，所述通断单元包括继电器、逻辑开关、保险丝和功率开关管中的一者或者至少两者的组合。
[0025]可选的，所述第一～第十二功率开关管的种类均是NMOS管，且所述第一～第十二功率开关管各自的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三端口充电机，其特征在于，包括：变压器(T)，其具有第一绕组(W0)、第二绕组(W1)以及第三绕组(W2)；三个端口电路，分别是第一转换电路(A)、第二转换电路(B)和第三转换电路(C)；所述第一转换电路(A)与所述第一绕组(W0)连接，且所述第一转换电路(A)用于外接外部电源；所述第二转换电路(B)与所述第二绕组(W1)连接，且所述第二转换电路(B)用于外接高压电池；所述第三转换电路(C)与所述第三绕组(W2)连接，且所述第三转换电路(C)用于外接低压电池；通断单元(S)，三个所述端口电路中的至少一者中设有所述通断单元(S)，且所述通断单元(S)被配置为在对应的所述端口电路短路时断开所述端口电路与所述变压器(T)之间的功率连接。2.根据权利要求1所述的三端口充电机，其特征在于，所述第一转换电路(A)包括第一H桥，所述第一H桥的两个桥臂分别是第一桥臂(H1)和第二桥臂(H2)；所述第一桥臂(H1)的两端和所述第二桥臂(H2)的两端均用于连接外部电源，所述第一绕组(W0)接入在所述第一桥臂(H1)的中点和所述第二桥臂(H2)的中点之间；所述第一转换电路(A)上的通断单元(S)设于所述第一桥臂(H1)的中点和所述第一绕组(W0)之间，和/或，所述第一转换电路(A)上的通断单元(S)设于所述第一绕组(W0)和所述第二桥臂(H2)的中点之间。3.根据权利要求2所述的三端口充电机，其特征在于，所述第一转换电路(A)包括第一～第四功率开关管，所述第一功率开关管(Q1)和所述第二功率开关管(Q2)串联形成所述第一桥臂(H1)，所述第一功率开关管(Q1)和所述第二功率开关管(Q2)之间引出所述第一桥臂(H1)的中点；所述第三功率开关管(Q3)和所述第四功率开关管(Q4)串联形成所述第二桥臂(H2)，所述第三功率开关管(Q3)和所述第四功率开关管(Q4)之间引出所述第二桥臂(H2)的中点。4.根据权利要求2所述的三端口充电机，其特征在于，所述第一转换电路(A)还包括第一原边电容(C1)、第二原边电容(C2)以及原边电感(L1)，所述第一原边电容(C1)和所述第一桥臂(H1)并联，所述第二原边电容(C2)接入在所述第一绕组(W0)和所述第二桥臂(H2)的中点之间，所述原边电感(L1)接入在所述第一桥臂(H1)的中点和所述第一绕组(W0)之间。5.根据权利要求1所述的三端口充电机，其特征在于，所述第二转换电路(B)包括第二H桥，所述第二H桥的两个桥臂分别是第三桥臂(H3)和第四桥臂(H4)；所述第三桥臂(H3)的两端和所述第四桥臂(H4)的两端均用于连接高压电池，所述第二绕组(W1)接入在所述第三桥臂(H3)的中点和所述第四桥臂(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李富国，乌力吉，施向前，叶晨，梁东，陈俊杰，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：新型
国别省市：