[发明专利]车载充电器（OBC）单级转换器

说明书

本申请公开了车载充电器(OBC)单级转换器。一种用于对例如电动车辆的牵引电池的电池充电的车载充电器，包括AC/DC转换器和脉动缓冲(PB)转换器。AC/DC转换器被配置成将来自干线电源的AC输入转换成具有DC电压和电流纹波的输出。PB转换器连接到AC/DC转换器，并被配置成处理AC/DC转换器的输出，以减少或最小化其电流纹波，并将AC/DC转换器的输出变换成电池电平DC输出，用于对电池充电。

技术领域

本发明涉及车载充电器的电气架构和对应的控制策略。

背景

电动车辆的车载充电器(OBC)用于给车辆的牵引电池充电。OBC将从AC电源吸收的电力转换成DC电力，并用DC电力对电池充电。

概述

提供了一种用于对电池(例如电动车辆的牵引电池)充电的车载充电器(OBC)。OBC包括AC/DC转换器和脉动缓冲(PB)转换器。AC/DC转换器被配置成将来自干线电源(mainssupply)的AC输入转换成具有DC电压和电流纹波(current ripple)的输出。PB转换器连接到AC/DC转换器，并被配置成处理AC/DC转换器的输出，以减少或最小化其电流纹波，并将AC/DC转换器的输出变换成电池电平DC输出，用于对电池充电。

在实施例中，AC/DC转换器包括整流器和转换器部分。整流器被配置成将来自干线电源的AC输入整流为整流的AC输入，而转换器部分被配置成将整流的AC输入转换为AC/DC转换器的输出。在实施例中，转换器部分包括变压器初级侧上的初级侧功率开关桥和变压器次级侧上的次级侧功率开关桥。初级侧功率开关桥具有第一对功率开关和第二对功率开关，次级侧功率开关桥具有第一对功率开关和第二对功率开关。

在实施例中，整流器可以是全桥二极管整流器或全桥有源整流器，例如MOSFET整流器。

在实施例中，OBC还包括至少一个附加的AC/DC转换器。每个附加的AC/DC转换器被配置成将来自干线电源的AC输入转换成具有DC电压和电流纹波的附加输出。PB转换器单独连接到每个附加AC/DC转换器并被配置成处理每个附加AC/DC转换器的输出以减少或最小化其电流纹波，并将每个附加AC/DC转换器的输出变换成电池电平DC输出，用于对电池充电。

在实施例中，PB转换器包括储能电容器和电感器以及一对功率开关。

在实施例中，AC/DC转换器缺少功率因数校正器(PFC)，并且AC/DC转换器和PB转换器之间缺少DC链路电容器。

提供了用于给电池(例如电动车辆的牵引电池)充电的另一种OBC。该OBC包括电子组件，该电子组件包括AC/DC转换器和连接到该AC/DC转换器的脉动缓冲(PB)转换器。该OBC还包括控制器，该控制器被配置成控制AC/DC转换器以将来自干线电源的AC输入转换成具有DC电压和电流纹波的输出，并且控制PB转换器处理AC/DC转换器的输出以减少或最小化其电流纹波，并将AC/DC转换器的输出变换成电池电平DC输出，用于对电池充电。

在实施例中，AC/DC转换器包括整流器，该整流器被配置成将来自干线电源的AC输入整流为整流的AC输入，并且该AC/DC转换器还包括双有源功率开关桥组件，该双有源功率开关桥组件具有位于变压器初级侧的初级侧功率开关桥和位于变压器次级侧的次级侧功率桥。初级侧功率开关桥有两对初级侧功率开关，次级侧功率开关桥有两对次级侧功率开关。控制器还被配置成根据AC/DC转换器控制策略交替地接通和关断初级侧功率开关桥和次级侧功率开关桥的功率开关，以使AC/DC转换器将整流的AC输入转换成该AC/DC转换器的输出。