一種dc/dc充電裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種DC/DC充電裝置，其特征在于：一種DC/DC充電裝置，其特征在于：包括N個(gè)諧振模塊、N個(gè)整流模塊、控制模塊及二極管；N個(gè)諧振模塊分別并聯(lián)于直流母線、N個(gè)諧振模塊輸出端分別對應(yīng)連接N個(gè)整流模塊；N個(gè)諧振模塊控制端分別連接所述控制模塊；第一整流模塊輸出經(jīng)所述二極管接負(fù)載一輸入，第N整流模塊輸出接所述負(fù)載另一輸入；N個(gè)整流模塊間級聯(lián)；N為不小于1的自然數(shù)。當(dāng)充電裝置工作不同工作電壓段時(shí)，控制模塊選擇開啟相應(yīng)的諧振模塊驅(qū)動，無需通過提高開關(guān)頻率即可實(shí)現(xiàn)超寬范圍的高效率工作，輸出低電壓時(shí)范圍時(shí)，部分諧振模塊工作，從而減少了系統(tǒng)損耗、提高了工作效率，具有溫升控制良好，可靠性高,成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
_種00/00充電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電動汽車非車載直流充電裝置，具體涉及一種DC/DC充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在電動汽車非車載直流充電機(jī)給電動汽車充電時(shí)，直流充電機(jī)的輸出電壓由電動汽車的BMS系統(tǒng)決定。由于市場上電動汽車品牌眾多，充電電壓差異較大。非車載直流充裝置若要兼容絕大多數(shù)品牌電動汽車，需要輸出200?750VDC超寬范圍電壓。電動汽車非車載直流充電機(jī)為AC-DC裝置，通過前級APFC，后級DCDC隔離輸出。如此超寬范圍的輸出電壓，充電機(jī)的整機(jī)效率很難得到保證，特別是輸出低電壓時(shí)，需調(diào)高驅(qū)動開關(guān)頻率損耗加大、效率也會隨之降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種DC/DC充電裝置，當(dāng)該充電裝置工作不同工作電壓段時(shí)，選擇關(guān)閉相應(yīng)的LLC功率回路驅(qū)動，從而實(shí)現(xiàn)超寬范圍的高效率工作。
[0004]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種DC/DC充電裝置，其特征在于:包括N個(gè)諧振模塊、N個(gè)整流模塊、控制模塊及二極管;N個(gè)諧振模塊分別并聯(lián)于直流母線、N個(gè)諧振模塊輸出端分別對應(yīng)連接N個(gè)整流模塊;N個(gè)諧振模塊控制端分別連接所述控制模塊;第一整流模塊輸出經(jīng)所述二極管接負(fù)載一輸入，第N整流模塊輸出接所述負(fù)載另一輸入;N個(gè)整流模塊間級聯(lián)；N為不小于I的自然數(shù)。
[0005]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，諧振模塊為LLC諧振回路;所述LLC諧振回路包括第一至第四功率開關(guān)管，第一至第四二極管、第一至第三電容、變壓器漏感、變壓器勵磁電感及諧振電容;第一電容、第二電容為極性電容;所述第一功率開關(guān)管的第一端接第二功率開關(guān)管的第三端;所述第二功率開關(guān)管的第一端接第三功率開關(guān)管的第三端;所述第三功率開關(guān)管的第一端接第四功率開關(guān)管的第三端;所述第一功率開關(guān)管第三端接直流輸出正母線;所述第四功率開關(guān)管的第一端接直流輸出負(fù)母線；第一至第四功率開關(guān)管的第二端分別接所述控制模塊;所述第一電容負(fù)極接直流輸出負(fù)母線，第一電容的正極接地;所述第二電容正極接直流輸出正母線，第二電容負(fù)極接地;所述第三電容一端接第一功率開關(guān)管的第一端，第三電容另一端接第三功率開關(guān)管的第一端;所述第一二極管的陰極接第三電容一端，第一二極管的陽極接第二二極管陰極，第一二極管的陽極接地;第二二極管陽極接第三電容另一端;變壓器的漏感一端接第二功率開關(guān)管的第一端，變壓器漏感另一端接變壓器勵磁電感一端，變壓器勵磁電感另一端接諧振電容一端，諧振電容另一端接地;第三二極管陰極接直流輸出正母線，第三二極管陽極接第四二極管陰極;第四二極管陰極接變壓器勵磁電感另一端;第四二極管陽極接直流輸出負(fù)母線；其中第一至第四功率開關(guān)管的第一端為源極或發(fā)射極，第一至第四功率開關(guān)管的第二端為柵極或基極，第一至第四功率開關(guān)管的第三端為漏極或集電極。
[0006]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，整流模塊為全橋整流電路;所述全橋整流電路包括第五至第八二極管及濾波電容;第五二極管的陰極接第七二極管陰極;第五二極管的陽極接第六二極管陰極;第六二極管陽極接第八二極管陽極;第八二極管陰極接第七二極管陽極；第五二極管的陽極接諧振模塊的正極輸出；第七二極管陽極接諧振模塊的負(fù)極輸出；所述濾波電容一端接第七二極管陰極，另一端接第八二極管陽極;濾波電容一端為全橋整流電路正極輸出，濾波電容另一端為全橋整流電路負(fù)極輸出。
[0007]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述控制模塊為DSP控制電路。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比:本裝置母線電壓并聯(lián)多個(gè)諧振模塊，經(jīng)DC/DC變換后，每個(gè)諧振模塊實(shí)現(xiàn)不同的電壓范圍輸出，各回路經(jīng)輸出整流橋后再串聯(lián)輸出。當(dāng)充電裝置工作不同工作電壓段時(shí)，控制模塊選擇開啟相應(yīng)的諧振模塊驅(qū)動，無需通過提高開關(guān)頻率即可實(shí)現(xiàn)超寬范圍的高效率工作，輸出低電壓時(shí)范圍時(shí)，部分諧振模塊工作，從而減少了系統(tǒng)損耗、提尚了工作效率，具有溫升控制良好，可靠性尚，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的主要原理框圖。
[0010]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的諧振模塊的電路原理圖。
[0011]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例的整流模塊的電路原理圖。
[0012]圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例諧振模塊控制原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0014]參見圖1，本實(shí)用提供一種DC/DC充電裝置，該裝置包括N個(gè)諧振模塊、N個(gè)整流模塊、控制模塊及二極管;N個(gè)諧振模塊分別并聯(lián)于直流母線、N個(gè)諧振模塊輸出端分別對應(yīng)連接N個(gè)整流模塊;N個(gè)諧振模塊控制端分別連接所述控制模塊;第一整流模塊輸出經(jīng)所述二極管接負(fù)載一輸入，第N整流模塊輸出接所述負(fù)載另一輸入;N個(gè)整流模塊間級聯(lián)；N為不小于I的自然數(shù)。
[0015]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，諧振模塊為LLC諧振回路，具體電路原理圖參見圖2。所述LLC諧振回路包括第一至第四功率開關(guān)管Q1-Q4，第一至第四二極管D1-D4、第一至第三電容C1-C3、變壓器漏感Lr、變壓器勵磁電感Lm及諧振電容Cr;第一電容、第二電容為極性電容;所述第一功率開關(guān)管Ql的第一端I接第二功率開關(guān)管Q2的第三端;所述第二功率開關(guān)管Q2的第一端I接第三功率開關(guān)管Q3的第三端;所述第三功率開關(guān)管Q3的第一端I接第四功率開關(guān)管Q4的第三端;所述第一功率開關(guān)管Ql第三端接直流輸出正母線DC+;所述第四功率開關(guān)管Q4的第一端I接直流輸出負(fù)母線DC-;第一至第四功率開關(guān)管的第二端2分別接所述控制模塊;所述第一電容Cl的負(fù)極接直流輸出負(fù)母線DC-，第一電容Cl正極接地GND;所述第二電容C2正極接直流輸出正母線多DC+，第二電容C2負(fù)極接地GND;所述第三電容C3—端接第一功率開關(guān)管Ql的第一端I，第三電容C3另一端接第三功率開關(guān)管Q3的第一端I;所述第一二極管Dl的陰極接第三電容C3—端，第一二極管Dl的陽極接第二二極管D2陰極，第一二極管Dl的陽極接地GND;第二二極管D2陽極接第三電容C3另一端;變壓器的漏感Lr 一端接第二功率開關(guān)管Q2的第一端I，變壓器漏感Lr另一端接變壓器勵磁電感Lm—端，變壓器勵磁電感Lm另一端接諧振電容Cr 一端，諧振電容Cr另一端接地GND;第三二極管D3陰極接直流輸出正母線，第三二極管D3陽極接第四二極管D4陰極;第四二極管D4陰極接變壓器勵磁電感Lm另一端;第四二極管D4陽極接直流輸出負(fù)母線。功率開關(guān)管一般為電力場效應(yīng)晶體管或電力晶體管，因此其中第一至第四功率開關(guān)管的第一端I為源極或發(fā)射極，第一至第四功率開關(guān)管的第二端2為柵極或基極，第一至第四功率開關(guān)管的第三端3為漏極或集電極。在本實(shí)用新型具體實(shí)施例中采用電力場效應(yīng)晶體管(MOS管)，因此一至第四功率開關(guān)管的第一端I為源極，第一至第四功率開關(guān)管的第二端2為柵極，第一至第四功率開關(guān)管的第三端3為漏極。4個(gè)^)3管01，02，03，04串聯(lián)與2個(gè)鉗位二極管01，02構(gòu)成一個(gè)三電平結(jié)構(gòu)，飛跨電容03用來將Ql和Q4開關(guān)過程與Q2和Q3開關(guān)過程解耦開來。DC+與DC-之間串聯(lián)2個(gè)續(xù)流二極管D3，D4。變壓器勵磁電感Lm、變壓器漏感Lr和諧振電容Cr構(gòu)成LLC諧振變換器。
[0016]整流模塊的電路原理圖參見圖3。整流模塊為全橋整流電路;所述全橋整流電路包括第五至第八二極管及濾波電容;第五二極管D5的陰極接第七二極管D7陰極;第五二極管D5的陽極接第六二極管D6陰極;第六二極管D6陽極接第八二極管D8陽極;第八二極管D8陰極接第七二極管D7陽極;第五二極管D5的陽極接諧振模塊的正極輸出；第七二極管陽極D7接諧振模塊的負(fù)極輸出；所述濾波電容一端接第七二極管D7陰極，另一端接第八二極管D8陽極;濾波電容一端為全橋整流電路正極輸出，濾波電容另一端為全橋整流電路負(fù)極輸出。
[0017]較佳的，所述控制模塊為DSP控制電路。
[0018]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中N為2，諧振模塊控制原理框圖參見圖4。LLC功率回路由一個(gè)諧振電路和一個(gè)整流電路串聯(lián)而成。諧振電路LLCl和諧振電路LLC2內(nèi)部拓?fù)湟恢拢唧w參見圖2。使用DSP控制電路的PffMl?PMW4控制LLCl的開關(guān)驅(qū)動，通過控制PffMl?PWM4的開關(guān)頻率，調(diào)節(jié)LLCl功率回路的電壓輸出；LLCl功率回路輸出的正極LLCl I，負(fù)極LLC12再經(jīng)過全橋整流電路后，并聯(lián)上輸出濾波電容Cl。使用DSP控制電路的PWM5?PWM8控制LLC2的開關(guān)驅(qū)動，通過控制PWM5?PWM8的開關(guān)頻率，調(diào)節(jié)LLC2功率回路的電壓輸出；LLC2功率回路輸出的正極LLC21，負(fù)極LLC22再經(jīng)過組成的全橋整流電路后，并聯(lián)上輸出濾波電容CL2。然后將濾波電容CLl，CL2串聯(lián)起來，之后經(jīng)過二極管DO后形成總輸出。充電前非車載充電機(jī)的通訊模塊就需與電動汽車的BMS進(jìn)行信息交互，內(nèi)容包括電動汽車的需求的充電電壓，充電流等;通訊模塊獲取電動汽車的充電電壓和充電流后，下發(fā)指令到控制模塊，控制模塊根據(jù)通訊模塊下發(fā)的充電電壓判斷是否關(guān)閉PWMl?PWM4或PWM5?PWM8的驅(qū)動。在本實(shí)施例將第一諧振模塊最佳輸出電壓范圍設(shè)計(jì)在200?350VDC，第二諧振模塊最佳輸出電壓范圍設(shè)計(jì)在100?300VDC。當(dāng)控制模塊得知需求電壓為100?300VDC時(shí)，控制模塊控制PffMl?PWM4驅(qū)動關(guān)閉，LLCl停止工作;PWM5?PWM8調(diào)節(jié)開關(guān)頻率，使LLC2輸出100?300VDC ；經(jīng)過兩個(gè)LLC功率回路串聯(lián)后，系統(tǒng)總的輸出電壓范圍為LLC2的輸出范圍100?300VDC。當(dāng)控制模塊得知需求電壓為300?750VDC時(shí)，控制模塊控制PffMl?PWM4調(diào)節(jié)開關(guān)頻率，LLCl輸出200?350VDC; PWM5?PWM8調(diào)節(jié)開關(guān)頻率，使LLC2輸出100?300VDC ；經(jīng)過兩個(gè)LLC功率回路串聯(lián)后，系統(tǒng)總的輸出電壓范圍為LLC2的輸出范圍300?750VDC。若系統(tǒng)想將電壓范圍擴(kuò)展更寬，可通過增加LLC功率回路，輕松實(shí)現(xiàn)。
[0019]上列較佳實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種DC/DC充電裝置，其特征在于:包括N個(gè)諧振模塊、N個(gè)整流模塊、控制模塊及二極管;N個(gè)諧振模塊分別并聯(lián)于直流母線、N個(gè)諧振模塊輸出端分別對應(yīng)連接N個(gè)整流模塊;N個(gè)諧振模塊控制端分別連接所述控制模塊;第一整流模塊輸出經(jīng)所述二極管接負(fù)載一輸入，第N整流模塊輸出接所述負(fù)載另一輸入;N個(gè)整流模塊間級聯(lián)；N為不小于I的自然數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC/DC充電裝置，其特征在于:諧振模塊為LLC諧振回路;所述LLC諧振回路包括第一至第四功率開關(guān)管，第一至第四二極管、第一至第三電容、變壓器漏感、變壓器勵磁電感及諧振電容;第一電容、第二電容為極性電容； 所述第一功率開關(guān)管的第一端接第二功率開關(guān)管的第三端;所述第二功率開關(guān)管的第一端接第三功率開關(guān)管的第三端;所述第三功率開關(guān)管的第一端接第四功率開關(guān)管的第三端;所述第一功率開關(guān)管第三端接直流輸出正母線;所述第四功率開關(guān)管的第一端接直流輸出負(fù)母線;第一至第四功率開關(guān)管的第二端分別接所述控制模塊;所述第一電容負(fù)極接直流輸出負(fù)母線，第一電容的正極接地;所述第二電容正極接直流輸出正母線，第二電容負(fù)極接地;所述第三電容一端接第一功率開關(guān)管的第一端，第三電容另一端接第三功率開關(guān)管的第一端;所述第一二極管的陰極接第三電容一端，第一二極管的陽極接第二二極管陰極，第一二極管的陽極接地;第二二極管陽極接第三電容另一端;變壓器的漏感一端接第二功率開關(guān)管的第一端，變壓器漏感另一端接變壓器勵磁電感一端，變壓器勵磁電感另一端接諧振電容一端，諧振電容另一端接地;第三二極管陰極接直流輸出正母線，第三二極管陽極接第四二極管陰極;第四二極管陰極接變壓器勵磁電感另一端;第四二極管陽極接直流輸出負(fù)母線；其中第一至第四功率開關(guān)管的第一端為源極或發(fā)射極，第一至第四功率開關(guān)管的第二端為柵極或基極，第一至第四功率開關(guān)管的第三端為漏極或集電極。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC/DC充電裝置，其特征在于:整流模塊為全橋整流電路;所述全橋整流電路包括第五至第八二極管及濾波電容;第五二極管的陰極接第七二極管陰極；第五二極管的陽極接第六二極管陰極;第六二極管陽極接第八二極管陽極;第八二極管陰極接第七二極管陽極;第五二極管的陽極接諧振模塊的正極輸出；第七二極管陽極接諧振模塊的負(fù)極輸出；所述濾波電容一端接第七二極管陰極，另一端接第八二極管陽極;濾波電容一端為全橋整流電路正極輸出，濾波電容另一端為全橋整流電路負(fù)極輸出。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC/DC充電裝置，其特征在于:所述控制模塊為DSP控制電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC/DC充電裝置，其特征在于:所述N為2。
【文檔編號】H02J7/00GK205566108SQ201620403016
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】賴熙庭, 樊志強(qiáng), 唐建國
【申請人】深圳市科華恒盛科技有限公司