【技术实现步骤摘要】
本申请涉及新能源供电，尤其涉及一种超宽输出电压充电模块。
技术介绍
1、能源问题是业界在新世纪所关注的一大重要问题。出于环保和节能等目的，新能源技术发展迅猛。在新能源汽车等领域，充电问题是当前的一大棘手问题。目前主要的充电技术可以分为有线充电技术和无线充电技术。其中，有线充电技术可以基于交流电或直流电实现充电。无线充电技术基于交流充电模式实现充电。无线充电技术受限于场地、成本和功率等问题难以普及。当前以有线充电技术作为主流的充电技术。交流充电桩使用的充电技术又可称为交流慢充，交流慢充依靠电网连接到充电桩的输入端以获取交流电，并依赖车载充电机为动力电池实现充电。车载充电机由于受体积的限制不能实现大电流和大功率的输出，而交流充电桩可适当增大充电电流，但会受到导线横截面积的限制，充电速度较慢，需要5~8小时充满。直流充电需要使用固定安装的直流充电设备，即直流充电桩。这些充电桩连接到三相电网，内部装有直流充电模块，用于将交流电转换为直流电供给电动汽车充电。相比之下，直流充电的充电速度更快，充电电流和功率更大。
2、直流充电桩的功率模块一般可由前级的ac/dc变换器和后级的dc/dc变换器构成。相比于新能源汽车的车载充电机针对固定车型实现充电，直流充电桩的充电是面向于非固定的各种车型。不同车型具有不同的充电电压等要求。这使得对直流充电桩的输出电压范围具有较高的要求。通常，直流充电桩采用llc谐振变换器作为后级的dc/dc变换器。llc谐振变换器仅需依靠谐振电感与谐振电容的谐振便可实现全输出电压范围内的零电压开通（zero vo
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种超宽输出电压充电模块，大大提高了充电模块的输出电压范围。
2、为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
3、本申请实施例提供了一种超宽输出电压充电模块，该超宽输出电压充电模块包括开关组件、第一谐振腔、第二谐振腔、第一变压器、第二变压器、整流桥和降压-升压变换器。开关组件包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和控制器。控制器分别与开关组件和降压-升压变换器连接。其中，第一开关的第一端和第三开关的第一端连接输入正极。第一开关的第二端和第二开关的第一端与第一耦合点连接。第三开关的第二端和第四开关的第一端与第二耦合点连接。第二开关的第二端和第四开关的第二端连接输入负极。第一谐振腔的第一端和第二谐振腔的第一端分别连接第一耦合点，第一谐振腔的第二端与第一变压器的原边第一端连接。第一变压器的原边第二端与第二耦合点连接。第二谐振腔的第二端与第二变压器的原边第一端连接。第二变压器的原边第二端连接输入负极。第一变压器的副边和第二变压器的副边分别通过整流桥与降压-升压变换器的输入端连接。降压-升压变换器的输出端用于提供直流充电电压。控制器用于：控制开关组件的开关导通数量，和/或，控制降压-升压变换器的变压系数，调整直流充电电压的电压值。
4、该实施例具有以下优点：通过设置对称的两组谐振腔。通过开关组件的四个开关形成的桥式结构与两组谐振腔连接后分别与第一变压器和第二变压器的原边连接。通过选择开关组件中的不同数量的开关管数量，可以实现开关组件、谐振腔以及变压器之间的不同组合连接方式。在不同的组合连接方式下，可以形成不同结构的llc谐振变换器结构，从而输出不同电压范围的直流电。除此以外，在整流器的输出侧，还连接有降压-升压变换器电路。降压-升压变换器可以对整流器输出侧的电压进行再次调整。该实施例可以实现超宽范围的电压输出调整，以满足更大电压范围的充电需求。
5、在一种可能的实施方式中，第一谐振腔和第二谐振腔为谐振结构；谐振结构包括串联的谐振电感和谐振电容。在该实施例中，每个谐振腔都包括串联的谐振电感和谐振电容，通过谐振电容和谐振电感实现llc谐振。
6、在一种可能的实施方式中，超宽输出电压充电模块还包括第一并联电感和第二并联电感；第一并联电感与第一变压器的原边并联，第二并联电感与第二变压器的原边并联。在该实施例中，还可以设置与并联的并联电感与对应的谐振腔共同实现llc谐振。
7、本申请实施例可以以以下的几个开关组件的控制方案来实现控制：
8、方案一：上述控制开关组件的开关导通数量，包括：控制第一开关和第二开关关断，控制第三开关和第四开关导通。示例性地，以50%的占空比控制第三开关和第四开关交替导通。
9、方案一的实施例具有以下优点：在方案一的应用场景下，第一开关和第二开关保持关断，第三开关和第四开关交替导通。此时，两个谐振腔在一次侧串联，在二次侧并联，可以等效为串联得到的谐振频率不变的半桥llc谐振变换器。此时，llc谐振变换器的输出为单倍增益。
10、方案二：控制第一开关和第二开关导通，控制第三开关和第四开关关断。示例性地，以50%的占空比控制第一开关和第二开关导通。
11、方案二的实施例具有以下优点：在方案二的应用场景下第三开关和第四开关保持关断，第一开关和第二开关交替导通。此时，第一谐振腔不参与工作，仅第二谐振腔参与工作。等效为传统的半桥llc谐振变换器。在传统的半桥llc谐振变换器的工作模式下，其输出增益为两倍。
12、方案三：控制第三开关关断，控制第一开关、第二开关和第四开关导通。示例性地，控制第四开关保持导通，以50%的占空比控制第一开关和第二开关交替导通。
13、方案三的实施例具有以下优点：在方案三的应用场景下，第一变压器的次级绕组和第二变压器的次级绕组串联连接在全桥的整流器上。此时，第一谐振腔和第二谐振腔在第一变压器和第二变压器的原边侧并联，在第一变压器和第二变压器的副边侧串联，形成双相半桥llc谐振变换器，两个谐振腔各自可以等效为方案二所示的传统半桥llc谐振结构，从而可以提供四倍增益的电压输出。
14、方案四：将第一开关和第四开关分为一组，将第二开关和第三开关分为一组，基于50%的占空比控制两组开关交替导通。
15、方案四的实施例具有以下优点：在方案四的应用场景下，可以分为以下阶段：第一阶段，当第一开关和第四开关导通时，第二开关和第三开关关断时，第一谐振腔的谐振电流对第一开关和第二开关进行充放电，第二谐振腔的谐振电流对第三开关和第四开关进行充放电。当第一耦合点和第二耦合点的电压达到峰值时，通过第一开关的体二极管对两个谐振腔的谐振电流进行续流，通过第四开关的体二极管对第一谐振腔的谐振电流进行续流，为零电压开通zvs进行准备。在第二阶段，当第二开关和第三开关导通时，实现zvs开通。此时，整流器的第一二极管和第六二极管导通。两个并联电感的电流上升，两个谐振腔开始工作。在第一开关和第四开关关断之前，两个谐振腔保持谐振。第一阶段和第二阶段循环交替工作。此时，两个谐振腔在原边侧并联，在副边侧等效为串联连接。可以等效为一个全桥llc谐本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超宽输出电压充电模块，其特征在于，包括开关组件、第一谐振腔、第二谐振腔、第一变压器、第二变压器、整流桥和降压-升压变换器；所述开关组件包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和控制器；所述控制器分别与所述开关组件和所述降压-升压变换器连接；其中，
2.根据权利要求1所述的超宽输出电压充电模块，其特征在于，所述第一谐振腔和所述第二谐振腔为谐振结构；所述谐振结构包括串联的谐振电感和谐振电容。
3.根据权利要求2所述的超宽输出电压充电模块，其特征在于，所述超宽输出电压充电模块还包括第一并联电感和第二并联电感；所述第一并联电感与所述第一变压器的原边并联，所述第二并联电感与所述第二变压器的原边并联。
4.根据权利要求1-3任一项所述的超宽输出电压充电模块，其特征在于，所述控制所述开关组件的开关导通数量，包括：
5.根据权利要求4所述的超宽输出电压充电模块，其特征在于，所述控制所述第三开关和所述第四开关导通，包括：
6.根据权利要求1-3任一项所述的超宽输出电压充电模块，其特征在于，所述控制所述开关组件的开关导通数量，包括
7.根据权利要求6所述的超宽输出电压充电模块，其特征在于，所述控制所述第一开关和所述第二开关导通，包括：
8.根据权利要求1-3任一项所述的超宽输出电压充电模块，其特征在于，所述控制所述开关组件的开关导通数量，包括：
9.根据权利要求8所述的超宽输出电压充电模块，其特征在于，所述控制所述第一开关、所述第二开关和所述第四开关导通，包括：
10.根据权利要求1-3任一项所述的超宽输出电压充电模块，其特征在于，所述控制所述开关组件的开关导通数量，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种超宽输出电压充电模块，其特征在于，包括开关组件、第一谐振腔、第二谐振腔、第一变压器、第二变压器、整流桥和降压-升压变换器；所述开关组件包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和控制器；所述控制器分别与所述开关组件和所述降压-升压变换器连接；其中，
2.根据权利要求1所述的超宽输出电压充电模块，其特征在于，所述第一谐振腔和所述第二谐振腔为谐振结构；所述谐振结构包括串联的谐振电感和谐振电容。
3.根据权利要求2所述的超宽输出电压充电模块，其特征在于，所述超宽输出电压充电模块还包括第一并联电感和第二并联电感；所述第一并联电感与所述第一变压器的原边并联，所述第二并联电感与所述第二变压器的原边并联。
4.根据权利要求1-3任一项所述的超宽输出电压充电模块，其特征在于，所述控制所述开关组件的开关导通数量，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李泽伟，胡东方，王桃丰，曾刚，黄青春，林明光，温从卫，
申请(专利权)人：浙江晨泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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