[发明专利]一种车载充电机控制电路、方法、充电机及电动汽车

权利要求书

1.一种电动汽车用车载充电机控制电路，其特征在于，包括滤波与整流模块、功率因数校正模块、半桥LLC谐振变换模块和主控模块，所述滤波与整流模块用于将输入的交流电信号滤除电磁干扰信号后转换为直流电信号；

所述功率因数校正模块用于去除直流电信号中的谐波分量并通过半桥LLC谐振变换模块输出直流电压信号到负载，所述半桥LLC谐振变换模块用于使得开关管工作在零电压状态以实现充电机充电时的零电压开通；

所述主控模块用于实时采集半桥LLC谐振变换模块的输出电压，并根据采集到的输出电压数据输出PWM控制信号到半桥LLC谐振变换模块，通过控制半桥LLC谐振变换模块中开关管的导通与关断稳定半桥LLC谐振变换模块的输出电压；

所述主控模块用于实时采集半桥LLC谐振变换模块的谐振电流过零点和半桥LLC谐振变换模块中点电压的电压过零点，通过比较两过零点的相位，实现对半桥LLC谐振变换模块的谐振网络输入阻抗的检测以保证半桥LLC谐振变换模块工作在感性区；

所述主控模块还用于实时采集电池的各项参数，并根据采集到的参数进行半桥LLC谐振变换模块的控制以实现保护充电、恒流充电、恒压充电和涓流充电的转换；

半桥LLC谐振变换模块的归一化频率f_n＝f/f_r，当f_n＝1时，半桥LLC谐振变换模块的工作频率f等于谐振频率f_r，此时半桥LLC谐振变换模块的直流增益为1且不受负载影响，半桥LLC谐振变换模块原边开关管实现ZVS，副边整流管二极管实现ZCS，半桥LLC谐振变换模块工作在最优状态；

通过直流增益最大值G_max确定半桥LLC谐振变换模块的最小工作频率f_min；

通过直流增益最小值G_min确定半桥LLC谐振变换模块的最大工作频率f_max；

进一步的，半桥LLC谐振变换模块的工作频率f的范围为：f_minff_max；

其中，k为电感系数比。

2.如权利要求1所述的电动汽车用车载充电机控制电路，其特征在于，所述半桥LLC谐振变换模块包括半桥结构、谐振网络、变压器、整流和滤波电路，在变压器原边，包括第一开关管、第二开关管、谐振电感、励磁电感和谐振电容；

所述第一开关管和第二开关管分别包括第一寄生电容和第二寄生电容，变压器副边绕组采用中心抽头方式，整流和滤波电路包括第一二极管、第二二极管和第一滤波电容。

3.如权利要求2所述的电动汽车用车载充电机控制电路，其特征在于，所述变压器的匝数比n的确定方式为：

其中，V_{in_nom}是谐振网络额定输入电压，V_o是半桥LLC谐振变换模块输出电压，V_d是整流管导通管压降。

4.如权利要求3所述的电动汽车用车载充电机控制电路，其特征在于，由变压器的匝数比n确定半桥LLC谐振变换模块最大直流增益G_max和最小直流增益G_min，分别为：

5.如权利要求4所述的电动汽车用车载充电机控制电路，其特征在于，所述电感系数比k的取值为1/3。

6.如权利要求5所述的电动汽车用车载充电机控制电路，其特征在于，半桥LLC谐振变换模块工作于感性范围内所能取到的最大品质因数为：

为保证半桥LLC谐振变换模块在全负载范围内都可以工作于感性区，半桥LLC谐振变换模块的品质因数Q低于Q_max；

进一步的，Q＝(90％～95％)Q_max。