[发明专利]一种三级式电动汽车充电电路

说明书

本发明公开了一种三级式电动汽车充电电路，属于电力电子变换器技术领域。第一级为三相VIENNA整流器，实现功率因数校正，提供三电平母线电压；第二级为工作在谐振频率点的LLC谐振变换器；第三级为四路Buck变换器，输出侧四路串联，通过四路Buck电路的切换和组合，在保证较宽输出电压范围的同时，能够提高整个输出电压范围内的传输效率。

技术领域

本发明公开了一种三级式电动汽车充电电路，属于电力电子变换器技术领域。

背景技术

随着石油能源的日渐耗尽，发展电动汽车成为一个必然趋势，而电动汽车直流充电模块是电动汽车产业的一个重要部件。随着人们需求的不断提高，充电模块有向大功率方向发展的趋势。

目前主流的电动汽车充电模块由两级式构成，分为前级PFC和后级DC/DC变换器。前级PFC电路对交流输入电压进行整流和升压，同时实现功率因数校正的作用。目前前级PFC电路多采用三相VIENNA变换器，它具有输入电流THD小、效率高、开关器件电压应力小、EMI干扰小等优点。

后级DC/DC变换器通常采用LLC谐振变换器。该变换器的主要特点是，原边开关管在整个范围内都可以实现软开关，同时副边整流二极管在一定区域内不存在反向恢复损耗，因此它具有效率高的优势。此外，它的变压器漏感可以作为谐振电感的一部分，有利于磁集成，降低变换器的成本。但是LLC谐振变换器不适合宽变换范围的场合，然而电动汽车动力电池的电压范围较宽，通常采用的变频控制方式难以兼顾效率和电压范围。为了拓宽LLC谐振变换器的变换范围，通常在变频控制的基础上，会增加其他辅助的控制方式，如原边移相控制、PWM控制、间歇控制等等，但是这往往会增加控制的难度，同时变换器的效率也会受到一定限制。

为了解决传统方案中，LLC谐振变换器变换效率与输出电压范围之间的矛盾，本发明让LLC谐振变换器工作在谐振频率，充分发挥变换效率高的优势，同时在LLC变换器输出侧增加一级Buck变换器调节输出电压，该级电路由四路Buck电路串联而成，通过四路Buck电路的工作模式切换，实现高效和宽范围的电压变换。

发明内容

本发明方法的目的是通过使LLC谐振变换器工作在谐振频率，利用第三级四路Buck电路的不同组合方式，来实现高效变换和宽范围的电压输出。

本发明方法的目的是通过以下技术方案来实现的：