[发明专利]一种功能集成式车载充电机及其工作方法

说明书

本发明公开了一种功能集成式车载充电机及其工作方法，包括交直流切换电路、EMI滤波电路、整流桥开关电路、Boost升压电路、全桥LLC高压直流变换电路以及半桥LLC低压直流变换电路，交直流切换电路、EMI滤波电路、整流桥开关电路以及Boost升压电路顺次连接，全桥LLC高压直流变换电路分别与交直流切换电路以及Boost升压电路连接，半桥LLC低压直流变换电路与Boost升压电路连接，动力电池E1与全桥LLC高压直流变换电路连接，低压端E2与半桥LLC低压直流变换电路连接；本发明的优点在于：实现多种工作模式的功率变换控制，且集成度较高，体积和成本相对较低。

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，更具体涉及一种功能集成式车载充电机及其工作方法。

背景技术

近年来，新能源汽车已经成为未来汽车行业的重要发展方向，经过多年发展，车载电源设备呈小型化、集成化和高功率的发展趋势。车载电源包含车载充电机和车载DC变换器，如图1为车载电源控制原理图所示，当电动汽车处于交流充电模式时，交流源与直流源切换电路切换为交流输入模式，交流电转换为直流电并传输至高压直流变换电路，此时Boost升压变换电路起到功率因数校正电路的作用，即具备功率因数校正电路的作用，实现了交流-直流变换；还用于当电动汽车处于行车模式时，交流源与直流源切换电路切换为直流输入模式，获取的直流电进行直流变换后提供给低压系统，此时Boost升压变换电路起到DC-DC变换电路的作用。当电动汽车处于行车模式时，低压系统由动力电池组供电。

车载充电机和车载DC变换器作为电动汽车的电能转换核心部件，目前车载电源的多采用分立模块或物理集成方式工作，体积大，成本高，如何将两者功能集成在一起，降低成本和体积，提高系统的可靠性对未来新能源电动汽车发展至关重要。

中国专利申请号CN201811509577.X，公开了一种基于SiC功率器件的EV车载充电器，包括主电路和控制电路，主电路包括整流滤波模块和LLC谐振式DC-DC电路；整流滤波模块采用图腾柱无桥功率因数校正电路结构，直接连接三相交流输入电源；LLC谐振式DC-DC电路由拓扑结构相同的第一半桥LLC转换器和第二半桥LLC转换器组成，第一半桥LLC转换器和第二半桥LLC转换器并联连接后串接在整流滤波模块与输出侧之间；第一半桥LLC转换器和第二半桥LLC转换器分别包括半桥逆变模块、高频变压模块、无源整流滤波模块；整流滤波模块和LLC谐振式DC-DC电路分别与控制电路连接，控制电路采用平均电流控制和PFM控制方式，以实现数字化控制电路输出。该专利申请具有电源输出精度高、功率密度高、可靠性高、占用空间小的优势。但是其不能实现多种工作模式的功率变换控制，且集成度低，体积和成本相对较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有车载充电机不能实现多种工作模式的功率变换控制，且集成度低，体积和成本相对较高。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种功能集成式车载充电机，包括交直流切换电路、EMI滤波电路、整流桥开关电路、Boost升压电路、全桥LLC高压直流变换电路以及半桥LLC低压直流变换电路，交直流切换电路、EMI滤波电路、整流桥开关电路以及Boost升压电路顺次连接，全桥LLC高压直流变换电路分别与交直流切换电路以及Boost升压电路连接，半桥LLC低压直流变换电路与Boost升压电路连接，动力电池E1与全桥LLC高压直流变换电路连接，低压端E2与半桥LLC低压直流变换电路连接；

当电动汽车处于交流充电模式时，电网给动力电池E1和低压端E2供电，Boost升压电路起到功率因数校正电路的作用，实现交流-直流变换；当电动汽车处于行车模式时，采用动力电池E1给低压端E2供电，Boost升压变换电路起到DC-DC变换电路的作用，实现直流升压。