[发明专利]可反向预充电的三端口车载充电机

说明书

本发明公开了一种可反向预充电的三端口车载充电机，包括连接主变压器T1的原边转换模块、连接主变压器T1副边绕组的副边第一转换模块和副边第二转换模块、以及控制器，在副边第二转换模块的输出线路中串接反向充电模块，所述反向充电模块可向副边第一转换模块或原边转换模块的直流输出母线进行反向充电；本发明克服了现有技术的不足，提供一种可反向预充电的三端口车载充电机，本发明是基于原有DCDC变换器进行的改进，反向预充回路与正向DCDC共用功率器件和功率回路，只增加了少量器件，相比于独立的预充电支路降低了体积和成本，且控制方式简单。

技术领域

本发明属于电动汽车充电技术领域，具体涉及一种可反向预充电的三端口车载充电机。

背景技术

随着节能减排，以及控制大气污染的需求，新能源汽车逐渐在市场商用，而电动汽车更是新能源汽车的主力军。电动汽车用电设备输入有较大的电容，一般需要在高压电池和用电设备之间的主继电器上增加预充电回路，先逐渐给电容充电，再闭合主继电器。现有技术中，预充电支路和DCDC变换器是分离的，具有元件多、体积大、成本高、控制复杂的缺陷。

因此，如何设计一种将预充电功能集成在三端口DCDC转换器中，尽可能复用现有DCDC器件，减小体积、降低成本的三端口车载充电机是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种可反向预充电的三端口车载充电机。

本发明采用的技术方案是一种可反向预充电的三端口车载充电机，包括连接主变压器T1的原边转换模块、连接主变压器T1副边绕组的副边第一转换模块和副边第二转换模块、以及控制器，在副边第二转换模块的输出线路中串接反向充电模块，所述反向充电模块可向副边第一转换模块或原边转换模块的直流输出母线进行反向充电。

所述反向充电模块包括带有耦合辅助绕组W5的次电感L2，次电感L2的原边绕组串接在所述副边第二转换模块输出线路中，次电感L2副边耦合绕组W5串联一个整流二极管D2后向副边第一转换模块或原边转换模块反向充电。

一个方案中，所述次电感L2副边绕组W5的一端连接所述整流二极管D2的阳极，次电感L2副边绕组W5的另一端连接所述副边第一转换模块的负极输出母线，整流二极管D2的阴极连接副边第一转换模块的正极输出母线。

另一个方案中，所述次电感L2副边绕组W5的一端连接所述整流二极管D2的阳极，次电感L2副边绕组W5的另一端连接所述原边转换模块的负极输出母线，整流二极管D2的阴极连接原边转换模块的正极输出母线。

在反向充电时控制器向副边第二转换模块中的功率开关发送第一PWM控制信号，将副边第二转换模块连接的直流电转换成交流电、并通过所述次电感L2输出反向充电电流。

所述车载充电机包括缓起阶段和闭环充电阶段，在缓起阶段第一PWM控制信号的占空比的范围为0%至50%，在闭环充电阶段第一PWM控制信号的占空比为50%至99%。

所述原边转换模块采用全桥结构，包括第一功率开关Q1、第二功率开关Q2、第三功率开关Q3、第四功率开关Q4。

所述副边第一转换模块采用全桥结构，包括第五功率开关Q5、第六功率开关Q6、第七功率开关Q7、第八功率开关Q8。

所述副边第二转换模块包括第九功率开关Q9、第十功率开关Q10、第十一功率开关Q11；所述主变压器T1包括串联的第三副边绕组W3和第四副边绕组W4，所述第九功率开关Q9的漏极连接第三副边绕组W3的同名端，所述第十功率开关Q10的漏极连接第四副边绕组W4的异名端，第三副边绕组W3的异名端连接第四副边绕组W4的同名端、以及连接第十一功率开关Q11的漏极，第九功率开关Q9和第十功率开关Q10的源极共同连接第一二极管D1的阳极和第三电容C3的一端；第十一功率开关Q11的源极连接第一二极管D1的阴极和次电感L2原边绕组的异名端，次电感L2原边绕组的同名端连接第三电容C3的另一端。