[发明专利]一种双向多功能车载式充电机技术

说明书

本发明公开了一种双向多功能车载式充电机技术，包含主拓扑结构、控制电路模块、开关管的动作方式等；本发明可用于把电网侧的交流电能转换为直流电能，还能够把直流侧电能转换为交流电能输送至电网或独立逆变给专用负载使用，从而实现功率的双向流动；在功率传输过程中输入或输出电流与电网电压同频同相，并能够实现输出或输入电流的THD小于3％，有效了减小了功率变换器模块对电网的干扰；通过电流环和电压环的双闭环的智能控制，可应用在储能型供电系统或高性能新能源汽车的充电机等产品领域中。

技术领域

本发明涉及一种电能变换装置，更具体地说涉及一种双向多功能车载式充电机技术。

背景技术

目前我国对新建燃油汽车项目原则上是禁止的，并且严格控制现有汽车企业扩大传统燃油汽车产能。2017 年工信部已经启动了停止生产销售传统能源汽车的时间表的相关研究，预估在2030-2035 年之前进入全面实施阶段。

在政策及技术的双轮驱动下，新能源汽车及储能系统的需求不断扩大，极具发展潜力。而提高新能源汽车及储能产品核心技术，是储能及新能源车技术的必然要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术不足及未来市场需求而提供一种将电网交流电能转换为直流电能，同时又可以将直流电能转为交流电能并入电网或直接供负载的结构简单、智能高效的双向电能变换器装置。

本发明的目的是通过以下措施来实现：一种双向多功能车载式充电机，包含有交流侧和直流侧，交流侧为电网或专用负载，直流侧为连接储存电能的电容或电池等，交流侧和直流侧之间还包含有主电路、控制电路，主要包含有，LCL 拓扑单元、交流电流检测模块、交流电压检测模块、直流侧采样模块、单相全桥单元、专用处理器单元、脉冲变换器单元和中央处理器单元。

所述的一种双向多功能车载式充电机技术，其特征还在于：交流侧两端与 LCL拓扑单元 1 和 4 端连接，LCL 拓扑单元 2 端与交流电流检测模块的 L1out 端连接，交流电流检测模块的另一端与单相全桥单元的 Vac_L 连接，LCL 拓扑单元 3 端与单相全桥单元的 Vac_N 连接，单相全桥单元的输出端 Vdc+和 Vdc-与直流侧的正负两端相连，并与直流侧采样模块的两端相连；交流侧的两端与交流电压检测模块的 L 和 N 端相连；交流电流检测模块电流值、交流电压检测模块电压值、直流侧采样模块输出值、交流电压检测模块过零检测方波接入到中央处理器单元，中央处理器单元分两路输出分别为控制总线 1 和控制总线 2，其中控制总线 1 连同电网电压采样值、电网电流采样值接入到专用处理器单元并经处理后输出驱动脉冲信号，控制总线 2 连同专用处理器单元输出的驱动脉冲信号和交流电压检测模块的过零检测信号接入到脉冲变换器单元并产生四路驱动信号分别接入单相全桥单元的 PWM1、PWM2、PWM3、PWM4。

所述的 LCL 拓扑单元，LCL 电路单元由电感 L1、电容 C1、电感 L2 组成，C1的一端与 L1 连接，C1 的另一端与 L2 连接；所述的单相全桥单元，全桥电路有两个桥臂组成和电容 C2 组成，第一桥臂由 Q1 和 Q2 上下连接组成，第二桥臂由 Q3 和 Q4 上下连接组成；Q1 的一端与直流母线 Vdc+相连，另一端与 Q2 和 Vac_L 相连，Q2 的另一端与直流母线 Vdc-相连；Q3 的一端与直流母线 Vdc+相连，另一端与 Q4 和 Vac_N 相连，Q4 的另一端与直流母线 Vdc-相连；C2 的一端与 Vdc+相连，另一端与与 Vdc-相连。Q1和 Q3 含有碳化硅体二极管或并连有碳化硅二极管，Q2 和 Q4 为碳化硅或碳化钾功率器件并分别内含有体二极管或并联有二极管。Q1 和 Q2 和 Q3 和 Q4 四个功率器件，在不同的工作模式下，动作方式不同。在馈电工作模式下，Q1 和 Q3 在工频赫兹下互补交