[发明专利]一种快速充电电路

说明书

本发明公开了一种快速充电电路，涉及氮化镓GaN第三代半导体高效、高功率密度电路，传统硅材料在电源转换上应用发展几十年了，现已到达它的物理极限，发展空间有限。氮化镓材料最早是从LED及RF方面进行人们的视线，现在发展进入功率器件应用领域。适合高频高压。氮化镓GaN将提供高性能，低成本的方案。电源的发展必然需要小体积高效率产品，提高工作频率是必然趋势。电路拓扑采用双半桥LLC，工作频率高达500KHZ。本发明电路采用第三代半导体大功率氮化镓，额定技术参数650V/34A，效率高达98％；电路具有高功率密度、体积小、超快充电速度、可靠性高，特别适合车载OBC、电动车、高空作业、物料搬运车等领域充电机输入电源模块。

技术领域

本发明涉及一种电源模块设计领域，具体是一种快速充电电路。

背景技术

传统硅材料在电源转换上应用发展以及有几十年了，目前，硅材料已经到达它的物理极限，由于高空作业车、电动车、乘用车空间较小，充电器体积较大，功率不够，故不能满足需求；长期以来，提升电源系统功率密度，效率以及系统的可靠性一直是研发人员面临的重大课题。提升电源的开关频率是其中的方法之一，但是频率的提升会影响到功率器件的开关损耗，使得提升频率对硬开关拓扑来说效果并不十分明显，硬开关拓扑已经达到了它的设计瓶颈，以氮化镓GaN作为核心功率管的双半桥LLC拓扑电路，具有500KHZ超高工作频率，极低的开关损耗，效率高达98％，能够实现超快速度充电，且具有电源模块体积小、重量轻，高功率密度等优点，在大功率充电器领域采用最新氮化镓GaN第三代半导体器件，实现全新ARM带DSP双核心快速充电控制技术。

为此，发明人综合各类因素提出了一种快速充电电路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速充电电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种快速充电电路，包括双半桥LLC电路拓扑快速充电模块以及控制模块，双半桥LLC电路拓扑快速充电模块中四个晶体管为氮化镓晶体管，组成氮化镓双半桥LLC电路拓扑快速充电模块；氮化镓双半桥LLC电路拓扑快速充电模块包括依次连接的恒压模块以及充电模块；恒压模块包括输入电路和输出电路，充电模块包括滤波电路和切换电路；输入电路、输出电路、滤波电路以及切换电路组成氮化镓双半桥LLC电路拓扑快速充电模块；所述控制模块为快速充电嵌入器控制模块。

作为本发明的进一步技术方案：所述快速充电嵌入器控制模块包括主控芯片，主控芯片分别连接输入电路、输出电路、滤波电路和切换电路。

作为本发明的再进一步技术方案：所述输入电路包括顺序编号的电容C1至电容C20、顺序编号的电阻R1至电阻R10、顺序编号的电阻R15至电阻R23、顺序编号的MOS管Q1至MOS管Q4、顺序编号的接口P1至接口P4、顺序编号的二极管D5至二极管D12、变压器T1、变压器T2和顺序编号的电感L1至电感L4；

电容C1的正极接电容C2的一端以及电阻R20的一端并接MOS管Q1的漏级；电容C1的负极接电容C2的另一端以及电容C6的另一端并接地；电容C6的另一端接接口P2并接地；接口P1接电容C1的正极；电阻R1的一端接电阻R8的一端以及主控芯片U1的PX1脚，电阻R1的另一端接电阻R3的一端以及二极管D8的正极；电阻R8的另一端接二极管D8的负极；电阻R3的另一端接电阻R5的一端以及二极管D5的负极并接MOS管Q1的栅极；电阻R5的另一端接二极管D5的正极以及MOS管Q1的源极并接主控芯片U1的PX2脚；MOS管Q1的源极接MOS管Q4的漏级以及电容C8的一端并接电容C9的一端；电容C8的另一端接电容C9的另一端并接变阻器T1的1脚；