集成车载充电机电路及制造方法、集成车载充电机与流程

本申请涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种集成车载充电机电路及制造方法、集成车载充电机。

背景技术：

近年来，为了保护环境和减少不可再生资源的使用，在汽车制造和应用领域逐渐引入新能源。电动汽车是新能源汽车的主力军，电动汽车又分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。随着新能源汽车逐渐成为未来汽车行业的重要发展方向，车载电子设备(比如dc/dc变换器和集成车载充电机)呈小型化、集成化和高功率密集化的趋势。目前，集成车载充电机电路已实现通过市电为动力电池组充电的功能，但该功能较为单一，难以满足集成车载充电机在未来场景中的多样化使用需求。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种集成车载充电机电路及制造方法、集成车载充电机，用于通过控制第一副边绕组和第二副边绕组之间的距离l的长短，能控制漏感，进而控制耦合作用，以替代原边电感的作用，从而实现由高压动力电池为低压蓄电池充电，进而使得集成车载充电机具有多样的充电方式。

本申请实施例第一方面提供一种集成车载充电机电路，包括原边处理电路、变压器、第一副边处理电路、第二副边处理电路；

所述变压器包括原边绕组、铁芯、第一副边绕组和第二副边绕组，所述原边绕组、所述第一副边绕组和所述第二副边绕组设置于所述铁芯上；所述原边处理电路连接市电；所述第一副边处理电路连接动力电池；所述第二副边处理电路连接低压电池；所述原边处理电路、所述变压器和所述第一副边处理电路形成第一处理电路，所述第一处理电路用于将所述市电的电能传输到所述动力电池；所述第一副边处理电路、所述变压器和所述第二副边电路形成第二处理电路，所述第二处理电路用于将所述动力电池的电能传输到所述低压电池；所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总漏感与所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总宽度成反比例关系。

在一个实施例中，所述原边绕组、所述第一副边绕组与所述第二副边绕组的总漏感与所述原边绕组、所述第一副边绕组和所述第二副边绕组的总宽度w的关系式为：

其中，l为所述原边绕组、所述第一副边绕组和所述第二副边绕组的总漏感，np为所述原边绕组的匝数，mlt为单匝的平均匝长，b为所述原边绕组与绕组i的内外径之差，所述绕组i为所述第一副边绕组或所述第二副边绕组，w为所述原边绕组、所述第一副边绕组和所述第二副边绕组的总宽度。

在一个实施例中，所述第一副边绕组和所述第二副边绕组之间的距离l的范围为5mm-50mm。

在一个实施例中，所述原边绕组与所述第一副边绕组的线圈结构为三明治绕法结构。

在一个实施例中，所述原边处理电路包括晶体管q1、晶体管q2、晶体管q3、晶体管q4、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、第一电容c1和第一电感l1，其中：所述晶体管q1的漏极连接所述晶体管q3的漏极，所述晶体管q3的源极连接所述晶体管q4的漏极，所述晶体管q4的源极连接所述晶体管q2的源极，所述晶体管q2的漏极连接所述晶体管q1的源极；

所述二极管d1的负极连接所述晶体管q1的漏极，所述二极管d1的正极连接所述晶体管q1的源极，所述二极管d2的负极连接所述晶体管q2的漏极，所述二极管d2的正极连接所述晶体管q2的源极，所述二极管d3的负极连接所述晶体管q3的漏极，所述二极管d3的正极连接所述晶体管q3的源极，所述二极管d4的负极连接所述晶体管q4的漏极，所述二极管d4的正极连接所述晶体管q4的源极；所述第一电感l1的第一端分别连接所述晶体管q1的源极、所述二极管d1的正极、所述晶体管q2的漏极和所述二极管d2的负极，所述第一电感l1的第二端连接所述原边绕组的第一端，所述原边绕组的第二端连接所述第一电容c1的第一端，所述第一电容c1的第二端分别连接所述晶体管q3的源极、所述二极管d3的正极、所述晶体管q4的漏极和所述二极管d4的负极。

在一个实施例中，所述第一副边处理电路包括晶体管q5、晶体管q6、晶体管q7、晶体管q8、二极管d5、二极管d6、二极管d7、二极管d8、第二电容c2和第三电容c3，其中：所述晶体管q5的漏极连接所述晶体管q7的漏极，所述晶体管q7的源极连接所述晶体管q8的漏极，所述晶体管q8的源极连接所述晶体管q6的源极，所述晶体管q6的漏极连接所述晶体管q5的源极；所述二极管d5的负极连接所述晶体管q5的漏极，所述二极管d5的正极连接所述晶体管q5的源极，所述二极管d7的负极连接所述晶体管q7的漏极，所述二极管d7的正极连接所述晶体管q7的源极，所述二极管d8的负极连接所述晶体管q8的漏极，所述二极管d8的正极连接所述晶体管q8的源极，所述二极管d6的负极连接所述晶体管q6的漏极，所述二极管d6的正极连接所述晶体管q6的源极；所述第一副边绕组的第一端分别连接所述晶体管q5的源极、所述二极管d5的正极、所述晶体管q6的漏极和所述二极管d6的负极，所述第一副边绕组的第二端连接所述第二电容c2的第一端，所述第二电容c2的第二端分别连接所述晶体管q7的源极、所述二极管d7的正极、所述晶体管q8的漏极和所述二极管d8的负极，所述第三电容c3的正极分别连接所述晶体管q5的漏极、所述二极管d5的负极、所述晶体管q7的漏极和所述二极管d7的负极，所述第三电容c3的负极分别连接所述晶体管q6的源极、所述二极管d6的正极、所述晶体管q8的源极和所述二极管d8的正极。

在一个实施例中，所述晶体管q1、所述晶体管q2、所述晶体管q3、所述晶体管q4、所述晶体管q5、所述晶体管q6、所述晶体管q7、所述晶体管q8均为n型原边mosfet管。

在一个实施例中，所述第二副边处理电路包括二极管d9、二极管d10和第四电容c4，其中：所述第二副边绕组的第一端连接所述二极管d9的正极，所述二极管d9的负极连接所述第四电容c4的第一端及所述二极管d10的负极，所述第四电容c4的第二端连接在所述第二副边绕组的第二端上，所述第二副边绕组的第二端接地，所述第二副边绕组的第三端连接所述二极管d10的正极，所述二极管d10的负极连接在所述二极管d9与所述第四电容c4的连接线上。

本申请实施例第二方面提供一种集成车载充电机，包括第一方面所述的集成车载充电机电路。

本申请实施例第三方面提供一种集成车载充电机电路的制造方法，应用于包括原边处理电路、变压器、第一副边处理电路、第二副边处理电路，所述方法包括：

所述变压器包括原边绕组、铁芯、第一副边绕组和第二副边绕组，所述原边绕组、所述第一副边绕组和所述第二副边绕组设置于所述铁芯上；

将所述原边处理电路连接市电；

将所述第一副边处理电路连接动力电池；

将所述第二副边处理电路连接低压电池；

将所述原边处理电路、所述变压器和所述第一副边处理电路形成第一处理电路，所述第一处理电路用于将所述市电的电能传输到所述动力电池；

将所述第一副边处理电路、所述变压器和所述第二副边电路形成第二处理电路，所述第二处理电路用于将所述动力电池的电能传输到所述低压电池；

其中，所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总漏感与所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总宽度成反比例关系。

实施本申请实施例，具有如下有益效果：

在本申请中，本集成车载充电机包括原边处理电路、变压器、第一副边处理电路、第二副边处理电路；所述变压器包括原边绕组、铁芯、第一副边绕组和第二副边绕组，所述原边绕组、所述第一副边绕组和所述第二副边绕组设置于所述铁芯上；所述原边处理电路连接市电；所述第一副边处理电路连接动力电池；所述第二副边处理电路连接低压电池，一方面，所述原边处理电路、所述变压器和所述第一副边处理电路形成第一处理电路，所述第一处理电路用于将所述市电的电能传输到所述动力电池，另一方面，所述第一副边处理电路、所述变压器和所述第二副边电路形成第二处理电路，所述第二处理电路用于将所述动力电池的电能传输到所述低压电池，其中，所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总漏感与所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总宽度成反比例关系。由于通过控制第一副边绕组和第二副边绕组之间的距离l的长短，能控制漏感，进而控制耦合作用，以替代原边电感的作用，从而实现由高压动力电池为低压蓄电池充电。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所涉及到的附图作简单地介绍。

下面将对本申请实施例所涉及到的附图作简单地介绍。

图1是现有技术的车载obc+dc/dc物理集成方式；

图2a是在本申请实施例提供的一种集成车载充电机的结构示意图；

图2b是在图2a中所示的变压器结构示意图；

图2c是在图2a中所示的原边处理电路结构示意图；

图2d是在图2a中所示的第一副边处理电路结构示意图；

图2e是在图2a中所示的第二副边处理电路结构示意图；

图2f是在本申请实施例提供的一种集成车载充电机的电路示意图；

图3是一种集成车载充电机电路的制造方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

以下分别进行详细说明。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

常规设计中，在常用的车载obc解决方案中，obc一般独立于dc/dc变换器设置，如图1所示，市电通过obc输出侧电路进入obc主变压器，再通过obc输出电路将能量传递给动力电池组，动力电池组将能量传递给dc/dc电路，dc/dc电路将能量传递给蓄电池及负载，现有的分离式电气方案成本较高、占用空间较大，不能满足现实的多样性需求。

针对上述问题，本申请实施例提出一种集成车载充电机，本集成车载充电机包括原边处理电路、变压器、第一副边处理电路、第二副边处理电路；所述变压器包括原边绕组、铁芯、第一副边绕组和第二副边绕组，所述原边绕组、所述第一副边绕组和所述第二副边绕组设置于所述铁芯上；所述原边处理电路连接市电；所述第一副边处理电路连接动力电池；所述第二副边处理电路连接低压电池，一方面，所述原边处理电路、所述变压器和所述第一副边处理电路形成第一处理电路，所述第一处理电路用于将所述市电的电能传输到所述动力电池，另一方面，所述第一副边处理电路、所述变压器和所述第二副边电路形成第二处理电路，所述第二处理电路用于将所述动力电池的电能传输到所述低压电池，其中，所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总漏感与所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总宽度成反比例关系。由于通过控制第一副边绕组和第二副边绕组之间的距离l的长短，能控制漏感，进而控制耦合作用，以替代原边电感的作用，从而实现由高压动力电池为低压蓄电池充电。

下面结合附图对本申请实施例进行介绍。

请参阅图2a，图2a是本申请实施例提供的一种集成车载充电机电路100的结构示意图，包括原边处理电路201、变压器202、第一副边处理电路203、第二副边处理电路204；

所述变压器202包括原边绕组208、铁芯、第一副边绕组209和第二副边绕组210，所述原边绕组208、所述第一副边绕组209和所述第二副边绕组210设置于所述铁芯上；所述原边处理电路201连接市电205；所述第一副边处理电路203连接动力电池206；所述第二副边处理电路204连接低压电池207；

所述原边处理电路201、所述变压器202和所述第一副边处理电路203形成第一处理电路，所述第一处理电路用于将所述市电205的电能传输到所述动力电池206；

所述第一副边处理电路203、所述变压器202和所述第二副边电路204形成第二处理电路，所述第二处理电路用于将所述动力电池206的电能传输到所述低压电池207；

所述原边绕组208、所述第一副边绕组209以及所述第二副边绕组210的总漏感与所述原边绕组208、所述第一副边绕组209以及所述第二副边绕组210的总宽度成反比例关系。

可选的，所述原边处理电路201、所述变压器202和所述第二副边处理电路204形成第三处理电路，所述第三处理电路用于将所述市电205的电能传输到所述低压电池207。

可选的，所述原边处理电路201通过所述变压器202、所述第一副边处理电路203、所述第二副边处理电路204同时向所述动力电池206和所述低压电池207充电。

在一个可能的示例中，所述原边绕组208、所述第一副边绕组209与所述第二副边绕组210的总漏感与所述原边绕组208、所述第一副边绕组209和所述第二副边绕组210的总宽度w的关系式为：

其中，l为所述原边绕组208、所述第一副边绕组209和所述第二副边绕组210的总漏感，np为所述原边绕组208的匝数，mlt为单匝的平均匝长，b为所述原边绕组208与绕组i的内外径之差，所述绕组i为所述第一副边绕组209或所述第二副边绕组210，w为所述原边绕组208、所述第一副边绕组209和所述第二副边绕组210的总宽度。

可见，本示例中，通过控制第一副边绕组和第二副边绕组的距离l，增大漏感，降低耦合。

在一个可能的示例中，所述第一副边绕组209和所述第二副边绕组210之间的距离l的范围为5mm-50mm。

在一个可能的示例中，如图2b所示，所述原边绕组208与所述第一副边绕组209的线圈结构为三明治绕法结构。

在一个可能的示例中，如图2c所示，所述原边处理电路201包括晶体管q1、晶体管q2、晶体管q3、晶体管q4、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、第一电容c1和第一电感l1，其中：所述晶体管q1的漏极连接所述晶体管q3的漏极，所述晶体管q3的源极连接所述晶体管q4的漏极，所述晶体管q4的源极连接所述晶体管q2的源极，所述晶体管q2的漏极连接所述晶体管q1的源极；所述二极管d1的负极连接所述晶体管q1的漏极，所述二极管d1的正极连接所述晶体管q1的源极，所述二极管d2的负极连接所述晶体管q2的漏极，所述二极管d2的正极连接所述晶体管q2的源极，所述二极管d3的负极连接所述晶体管q3的漏极，所述二极管d3的正极连接所述晶体管q3的源极，所述二极管d4的负极连接所述晶体管q4的漏极，所述二极管d4的正极连接所述晶体管q4的源极；所述第一电感l1的第一端分别连接所述晶体管q1的源极、所述二极管d1的正极、所述晶体管q2的漏极和所述二极管d2的负极，所述第一电感l1的第二端连接所述原边绕组208的第一端，所述原边绕组208的第二端连接所述第一电容c1的第一端，所述第一电容c1的第二端分别连接所述晶体管q3的源极、所述二极管d3的正极、所述晶体管q4的漏极和所述二极管d4的负极。

其中，晶体管与二极管组合形成开关管。

其中，二极管d1、二极管d2、二极管d3以及二极管d4均为整流二极管。

在一个可能的示例中，如图2d所示，所述第一副边处理电路203包括晶体管q5、晶体管q6、晶体管q7、晶体管q8、二极管d5、二极管d6、二极管d7、二极管d8、第二电容c2和第三电容c3，其中：所述晶体管q5的漏极连接所述晶体管q7的漏极，所述晶体管q7的源极连接所述晶体管q8的漏极，所述晶体管q8的源极连接所述晶体管q6的源极，所述晶体管q6的漏极连接所述晶体管q5的源极；所述二极管d5的负极连接所述晶体管q5的漏极，所述二极管d5的正极连接所述晶体管q5的源极，所述二极管d7的负极连接所述晶体管q7的漏极，所述二极管d7的正极连接所述晶体管q7的源极，所述二极管d8的负极连接所述晶体管q8的漏极，所述二极管d8的正极连接所述晶体管q8的源极，所述二极管d6的负极连接所述晶体管q6的漏极，所述二极管d6的正极连接所述晶体管q6的源极；所述第一副边绕组209的第一端分别连接所述晶体管q5的源极、所述二极管d5的正极、所述晶体管q6的漏极和所述二极管d6的负极，所述第一副边绕组209的第二端连接所述第二电容c2的第一端，所述第二电容c2的第二端分别连接所述晶体管q7的源极、所述二极管d7的正极、所述晶体管q8的漏极和所述二极管d8的负极，所述第三电容c3的正极分别连接所述晶体管q5的漏极、所述二极管d5的负极、所述晶体管q7的漏极和所述二极管d7的负极，所述第三电容c3的负极分别连接所述晶体管q6的源极、所述二极管d6的正极、所述晶体管q8的源极和所述二极管d8的正极。

可选的，所述第一副边处理电路203的电路的元件可去除第二电容c2，只含有第三电容c3，即包括晶体管q5、晶体管q6、晶体管q7、晶体管q8、二极管d5、二极管d6、二极管d7、二极管d8和第三电容c3。

其中，所述第三电容c3的第一端分别连接所述晶体管q3的源极、所述二极管d3的正极，所述第三电容c3的第二端分别连接所述晶体管q4的漏极和所述二极管d4的负极，其余晶体管q5、晶体管q6、晶体管q7、晶体管q8、二极管d5、二极管d6、二极管d7、二极管d8的连接模式与上述一致。

其中，二极管d5、二极管d6、二极管d7以及二极管d8均为整流二极管。

在一个可能的示例中，所述晶体管q1、所述晶体管q2、所述晶体管q3、所述晶体管q4、所述晶体管q5、所述晶体管q6、所述晶体管q7、所述晶体管q8均为n型原边mosfet管。

在一个可能的示例中，如图2e所示，所述第二副边处理电路204包括二极管d9、二极管d10和第四电容c4，其中：所述第二副边绕组210的第一端连接所述二极管d9的正极，所述二极管d9的负极连接所述第四电容c4的第一端及所述二极管d10的负极，所述第四电容c4的第二端连接在所述第二副边绕组210的第二端上，所述第二副边绕组210的第二端接地，所述第二副边绕组210的第三端连接所述二极管d10的正极，所述二极管d10的负极连接在所述二极管d9与所述第四电容c4的连接线上。

其中，二极管d9和二极管d10均为整流二极管。

可见，本示例中，由于通过控制第一副边绕组和第二副边绕组之间的距离l的长短，能控制漏感，进而控制耦合作用，以替代原边电感的作用，从而实现由高压动力电池为低压蓄电池充电。

如图2f所示，图2f为一种集成车载充电机100的电路示意图。

请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种集成车载充电机电路的制造方法的流程示意图，应用于包括原边处理电路、变压器、第一副边处理电路、第二副边处理电路，所述方法包括：所述变压器包括原边绕组、铁芯、第一副边绕组和第二副边绕组，所述原边绕组、所述第一副边绕组和所述第二副边绕组设置于所述铁芯上；

步骤301，将所述原边处理电路连接市电；

步骤302，将所述第一副边处理电路连接动力电池；

步骤303，将所述第二副边处理电路连接低压电池；

步骤304，将所述原边处理电路、所述变压器和所述第一副边处理电路形成第一处理电路，所述第一处理电路用于将所述市电的电能传输到所述动力电池；

步骤305，将所述第一副边处理电路、所述变压器和所述第二副边电路形成第二处理电路，所述第二处理电路用于将所述动力电池的电能传输到所述低压电池；

其中，所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总漏感与所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总宽度成反比例关系。

需要说明的是，对于前述的各申请实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实现方式及应用范围上均会有改变之处，综上上述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。