一种电动汽车充电器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电动汽车充电器，主电路采用不可控整流加BUCK型PFC两级结构充电器采用两通道并联结构，提高了变换器的功率等级，而且改善了系统的热分布，提高系统的可靠性，延长系统使用寿命，且大大提高了系统的功率因数，稳态时达到0.998；本实用新型专利技术采用了ZCS谐振电路，通过控制Q1、Q4的导通时间与Cr、Lr的谐振周期相匹配，实现开关器件的软开关，从而大幅度提高变换器效率。本实用新型专利技术中由开关管Q2和Q3、Q5和Q6分别组成逆变电路的两个桥臂，通过控制开关管的导通信号，进行全控型逆变，提供单相交流便携电源。通过有效的硬件复用，满足了车载充电器体积小、重量轻、成本低的需求。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种电动汽车充电器，主电路采用不可控整流加BUCK型PFC两级结构充电器采用两通道并联结构，提高了变换器的功率等级，而且改善了系统的热分布，提高系统的可靠性，延长系统使用寿命，且大大提高了系统的功率因数，稳态时达到0.998；本技术采用了ZCS谐振电路，通过控制Q1、Q4的导通时间与Cr、Lr的谐振周期相匹配，实现开关器件的软开关，从而大幅度提高变换器效率。本技术中由开关管Q2和Q3、Q5和Q6分别组成逆变电路的两个桥臂，通过控制开关管的导通信号，进行全控型逆变，提供单相交流便携电源。通过有效的硬件复用，满足了车载充电器体积小、重量轻、成本低的需求。【专利说明】一种电动汽车充电器
本技术涉及电动汽车
，特别涉及一种电动汽车充电器，本技术用于电动汽车与智能电网之间的能量交换环节，特别是通过硬件复用，采用同一电路实现了车载充电和便携电源两种功能，从而实现了能量的双向流动，并且通过加入软开关和PFC(功率因数校正)功能，可提高系统效率及功率因数。
技术介绍
当今世界能源和环境问题日益突出，电动汽车作为一种能提高能源利用率和降低污染物排放的有效解决方案，一直受到广泛关注。近年来，伴随着智能电网技术的提出和发展，一种电动汽车与智能电网进行双向互动的技术也应运而生。电动汽车对电网的安全、稳定和经济运行都具有重要意义。电动汽车充电器是为电动汽车提供能量的关键部件，其中车载充电器直接安装在电动汽车上，通过插头直接与电网相连，因此充电方便。但是受体积、重量和成本等因素的限制，车载充电器的功率一般仅为几个千瓦。此外，由于直接连接市电，且功率较高，因此必须具备功率因数校正功能。其次，高效率是电动汽车车载充放电机的一个关键技术要求。再次，作为便携电源提供交流输出也是目前对电动汽车的一个重要需求。以往较为常见的车载充电电路如图1所示，该电路采用前级不可控整流加后级DC/DC变换电路两级结构，实现充电功能。该拓扑仅有一个开关器件，驱动简单，成本低。但是该结构相对效率较低，并且不能实现能量的双向流动，提供车载充电和便携电源两种功倉泛。
技术实现思路
本技术提供了一种电动汽车充电器，该充电器实现了能量的双向流动，提高了变换器的功率等级，详见下文描述:一种电动汽车充电器，所述充电器采用两通道并联结构，第一通道包括:电感组LI的一端接交流电，另一端分别接电容组Cr和不可控整流桥电路，电容组Cr接地；所述不可控整流桥电路连接并联本体二极管的第一绝缘栅双极型晶体管Ql，第一绝缘栅双极型晶体管Ql分别连接第二电感Lf和第三电感Lr，第二电感Lf并联连接第七二极管Dd，第二电感Lf连接第二绝缘栅双极型晶体管Q2，第二绝缘栅双极型晶体管Q2接电源正极，第三电感Lr接第三绝缘栅双极型晶体管Q3，第三绝缘栅双极型晶体管Q3并联连接第二电容Cd，且分别连接不可控整流桥电路和电容组Cr ；第二通道包括:电感组L2即第四电感的一端接交流电，另一端分别接电容组Cf和不可控整流桥电路，电容组Cf接地；不可控整流桥电路连接并联本体二极管的第四绝缘栅双极型晶体管Q4，第四绝缘栅双极型晶体管Q4分别连接第四电感Ls和第五电感Ld，第四电感Ls并联连接第八二极管Df，第四电感Ls连接第五绝缘栅双极型晶体管Q5，第五绝缘栅双极型晶体管Q5接电源正极，第五电感Ld接第六绝缘栅双极型晶体管Q6，第六绝缘栅双极型晶体管Q6并联连接第四电容Ce，且分别连接不可控整流桥电路、电容组Cf和电源负极。所述不可控整流桥电路分别由6个二极管组成，第一二极管Dl的阳极连接第四二极管D4的阴极，第三二极管D3的阳极连接第六二极管D6的阴极，第五二极管D5的阳极连接第二二极管D2的阴极。第一绝缘栅双极型晶体管Q1、第二绝缘栅双极型晶体管Q2、第三绝缘栅双极型晶体管Q3、第四绝缘栅双极型晶体管Q4、第五绝缘栅双极型晶体管Q5和第六绝缘栅双极型晶体管Q6为双向导电金属氧化物半导体场效应管。本技术提供的技术方案的有益效果是:1.本技术采用双通道结构，不仅有效的提高了变换器的功率等级，而且改善了系统的热分布，提高系统的可靠性，延长系统使用寿命。2.本技术由于采用了 BUCK型PFC结构，大大提高了系统的功率因数，稳态时达到0.998。3.本产品采用了 ZCS谐振电路，通过控制Q1、Q4的导通时间与Cr、Lr的谐振周期相匹配，实现开关器件的软开关，从而大幅度提高变换器效率。4.本技术中由开关管Q2和Q3、Q5和Q6分别组成逆变电路的两个桥臂，通过控制开关管的导通信号，进行全控型逆变，提供单相交流便携电源。通过有效的硬件复用，满足了车载充电器体积小、重量轻、成本低的需求。【专利附图】【附图说明】图1为现有技术提供的车载充电器电路示意图；图2为本技术提供的车载充电器的拓扑图；图3为本技术提供的充电模式原理图；图4为本技术提供的充电过程控制框图；图5为本技术提供的便携电源模式原理图；图6为本技术提供的MOSFET改进型拓扑图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。为了实现能量的双向流动，提高变换器的功率等级，本技术实施例提供了一种电动汽车充电器，参见图2和图3，该电动汽车充电器采用两通道并联结构，主电路采用不可控整流加BUCK型PFC两级结构，第一通道包括:电感组LI (即第一电感)的一端接交流电，另一端分别接电容组Cr(即第一电容)和不可控整流桥电路，电容组Cr接地；不可控整流桥电路连接并联本体二极管的第一绝缘栅双极型晶体管(IGBT) Q1，第一绝缘栅双极型晶体管Ql分别连接第二电感Lf和第三电感Lr，第二电感Lf并联连接第七二极管Dd，第二电感Lf连接第二绝缘栅双极型晶体管Q2，第二绝缘栅双极型晶体管Q2接电源正极，第三电感Lr接第三绝缘栅双极型晶体管Q3，第三绝缘栅双极型晶体管Q3并联连接第二电容Cd，且分别连接不可控整流桥电路和电容组Cr。第二通道包括:电感组L2 (即第四电感)的一端接交流电，另一端分别接电容组Cf(即第三电容)和不可控整流桥电路，电容组Cf接地；不可控整流桥电路连接并联本体二极管的第四绝缘栅双极型晶体管(IGBT) Q4，第四绝缘栅双极型晶体管Q4分别连接第四电感Ls和第五电感Ld，第四电感Ls并联连接第八二极管Df，第四电感Ls连接第五绝缘栅双极型晶体管Q5，第五绝缘栅双极型晶体管Q5接电源正极，第五电感Ld接第六绝缘栅双极型晶体管Q6，第六绝缘栅双极型晶体管Q6并联连接第四电容Ce，且分别连接不可控整流桥电路、电容组Cf和电源负极。具体实现时通过硬件复用，采用不同的控制策略，可以实现车载充电和便携电源的功能集成。参见图2和图3，两个通道中的不可控整流桥电路分别由6个二极管组成，即第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6。第一二极管Dl的阳极连接第四二极管D4的阴极，第三二极管D3的阳极连接第六二极管D6的阴极，第五二极管D5的阳极连接第二二极管D2的阴极。由于第一通道和第二通道工作原理相同，因此下文只对其中一个通道的工作原理进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车充电器，其特征在于，所述充电器采用两通道并联结构，第一通道包括：电感组L1的一端接交流电，另一端分别接电容组Cr和不可控整流桥电路，电容组Cr接地；所述不可控整流桥电路连接并联本体二极管的第一绝缘栅双极型晶体管Q1，第一绝缘栅双极型晶体管Q1分别连接第二电感Lf和第三电感Lr，第二电感Lf并联连接第七二极管Dd，第二电感Lf连接第二绝缘栅双极型晶体管Q2，第二绝缘栅双极型晶体管Q2接电源正极，第三电感Lr接第三绝缘栅双极型晶体管Q3，第三绝缘栅双极型晶体管Q3并联连接第二电容Cd，且分别连接不可控整流桥电路和电容组Cr；第二通道包括：电感组L2即第四电感的一端接交流电，另一端分别接电容组Cf和不可控整流桥电路，电容组Cf接地；不可控整流桥电路连接并联本体二极管的第四绝缘栅双极型晶体管Q4，第四绝缘栅双极型晶体管Q4分别连接第四电感Ls和第五电感Ld，第四电感Ls并联连接第八二极管Df，第四电感Ls连接第五绝缘栅双极型晶体管Q5，第五绝缘栅双极型晶体管Q5接电源正极，第五电感Ld接第六绝缘栅双极型晶体管Q6，第六绝缘栅双极型晶体管Q6并联连接第四电容Ce，且分别连接不可控整流桥电路、电容组Cf和电源负极。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王议锋，王成山，李微，车延博，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：实用新型
国别省市：