兼容单相交流电和三相交流电的电源变换器的制作方法

本发明涉及电动汽车充电，特别是一种兼容单相交流电和三相交流电的电源变换器。

背景技术：

1、随着节能减排，以及控制大气污染的需求，新能源汽车在市场商用，而电动汽车更是新能源汽车的主力军。电动汽车的能量主要来源于电网。由于历史原因和基于效率，安全等考虑。世界各国地区的电网电压有所不同，如中国的220v50hz(单相)/380v50hz(三相),美国120v/60hz等，针对不同的电压等级，国际标准化组织制定兼顾不同电压的的电动汽车接口和标准。比如电动汽车充电连接器的标准saej1772标准对不同的输入电压限制最大电流120v/16amax,240v/80amax，当前市场上已有针对兼容单三相交流的控制策略，但兼顾单三相同时又能兼顾单相宽电流范围确未有提出。

技术实现思路

1、针对现有技术中，电动汽车无法同时兼顾三相和单相宽电流的问题，本发明提出了一种兼容单相交流电和三相交流电的电源变换器。

2、本发明的技术方案为，提出了一种兼容单相交流电和三相交流电的电源变换器，包括与交流充电端口连接的功率因数校正电路，以及一侧与所述功率因数校正电路连接的双向直流变换器，所述双向直流变换器的另一侧连接高压电池，还包括多个设于所述功率因数校正电路上的切换开关，所述切换开关根据所述功率因数校正电路中多个输入端的过电流能力设置；

3、其中，所述切换开关用于调节所述功率因数校正电路处于导通部分的拓扑结构，以适配所述交流充电端口对所述功率因数校正电路不同的交流输入。

4、进一步，所述功率因数校正电路包括：开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4、开关管q5、开关管q6、开关管q7、开关管q8、电感l4、电感l5、电感l6；

5、所述开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4、开关管q5、开关管q6、开关管q7、开关管q8组成三相四桥臂电路，且所述开关管q1和所述开关管q2组成第一桥臂，所述开关管q3和所述开关管q4组成第二桥臂，所述开关管q5和开关管q6组成第三桥臂，所述开关管q7和开关管q8组成第四桥臂，所述电感l4的第一端作为所述功率因数校正电路的第一输入端与所述交流充电端口连接、所述电感l4的第二端连接到所述第一桥臂的中点，所述电感l5的第一端作为所述功率因数校正电路的第二输入端与所述交流充电端口连接、所述电感l5的第二端连接到所述第二桥臂的中点，所述电感l6的第一端作为所述功率因数校正电路的第三输入端与所述交流充电端口连接、所述电感l6的第二端连接到所述第三桥臂的中点，所述第四桥臂的中点作为所述功率因数校正电路的第四输入端与所述交流充电端口连接。

6、进一步，当所述功率因数校正电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端的过电流能力相同时，所述切换开关设置有四个，分别为开关k1、开关k2、开关k3、开关k4；

7、所述开关k1的第一端连接到所述电感l4的第一端、所述开关k1的第二端连接到所述电感l6的第一端，所述开关k4串联在所述第四桥臂的中点与所述交流充电端口之间，所述开关k2的第一端连接到所述电感l5的第一端、所述开关k2的第二端连接到所述开关k4与所述交流充电端口之间，所述开关k3并联在所述电感l5两端。

8、进一步，当所述交流充电端口对所述功率因数校正电路的输入为单相交流电，且所述交流充电端口的最大输入电流等于所述第一输入端的过电流能力时，所述功率因数校正电路的第一输入端和第四输入端与所述交流充电端口连接，所述开关k2和所述开关k3都断开，所述开关k4闭合。

9、进一步，当所述交流充电端口对所述功率因数校正电路的输入为单相交流电，且所述交流充电端口的最大输入电流等于所述第一输入端的过电流能力的两倍时，所述功率因数校正电路的第一输入端和第四输入端与所述交流充电端口连接，所述开关k1、所述开关k2、所述开关k3、所述开关k4都闭合。

10、进一步，当所述交流充电端口对所述功率因数校正电路的输入为三相交流电，且所述交流充电端口的最大输入电流等于所述第一输入端的过电流能力时，所述功率因数校正电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端均与所述交流充电端口连接，所述开关k1、所述开关k2、所述开关k3、所述开关k4都断开。

11、进一步，当所述功率因数校正电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端的过电流能力相同，且所述第四输入端的过电流能力为所述第一输入端的过电流能力的三倍时，所述切换开关设置有三个，分别为开关k5、开关k6、开关k7；

12、所述开关k5的第一端连接到所述电感l4的第一端、所述开关k5的第二端连接到所述电感l6的第一端，所述开关k6的第一端连接到所述电感l4的第一端、所述开关k6的第二端连接到所述电感l5的第一端，所述开关k7串联在所述第四桥臂的中点与所述交流充电端口之间。

13、进一步，当所述交流充电端口对所述功率因数校正电路的输入为单相交流电，且所述交流充电端口的最大输入电流等于所述第一输入端的过电流能力时，所述功率因数校正电路的第一输入端和第四输入端与所述交流充电端口连接，所述开关k5、所述开关k6都断开，所述开关k7闭合。

14、进一步，当所述交流充电端口对所述功率因数校正电路的输入为单相交流电，且所述交流充电端口的最大输入电流等于所述第一输入端的过电流能力的三倍时，所述功率因数校正电路的第一输入端和第四输入端与所述交流充电端口连接，所述开关k5、所述开关k6、所述开关k7都闭合。

15、进一步，当所述交流充电端口对所述功率因数校正电路的输入为三相交流电，且所述交流充电端口的最大输入电流等于所述第一输入端的过电流能力时，所述功率因数校正电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端均与所述交流充电端口连接，所述开关k5、所述开关k6、所述开关k7都断开。

16、与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

17、本发明克服了现有技术的不足，基于当前原有的单相图腾柱无桥pfc和三相六开关pfc拓扑改进，增加继电器的切换策略来适配不同电网电压电流要求，利用继电器切换整合不同的拓扑结构，共用功率主回路和器件，相对单一拓扑的车载充电机而言，增加了不同电网电压的适应性，同时由于共用器件最大效率的利用了器件的规格能力，降低成本，减小体积且继电器的控制方式简单明了。

技术特征：

1.兼容单相交流电和三相交流电的电源变换器，包括与交流充电端口连接的功率因数校正电路，以及一侧与所述功率因数校正电路连接的双向直流变换器，所述双向直流变换器的另一侧连接高压电池，其特征在于，还包括多个设于所述功率因数校正电路上的切换开关，所述切换开关根据所述功率因数校正电路中多个输入端的过电流能力设置；

2.根据权利要求1所述的电源变换器，其特征在于，所述功率因数校正电路包括：开关管(q1)、开关管(q2)、开关管(q3)、开关管(q4)、开关管(q5)、开关管(q6)、开关管(q7)、开关管(q8)、电感(l4)、电感(l5)、电感(l6)；

3.根据权利要求2所述的电源变换器，其特征在于，当所述功率因数校正电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端的过电流能力相同时，所述切换开关设置有四个，分别为开关(k1)、开关(k2)、开关(k3)、开关(k4)；

4.根据权利要求3所述的电源变换器，其特征在于，当所述交流充电端口对所述功率因数校正电路的输入为单相交流电，且所述交流充电端口的最大输入电流等于所述第一输入端的过电流能力时，所述功率因数校正电路的第一输入端和第四输入端与所述交流充电端口连接，所述开关(k2)和所述开关(k3)都断开，所述开关(k4)闭合。

5.根据权利要求3所述的电源变换器，其特征在于，当所述交流充电端口对所述功率因数校正电路的输入为单相交流电，且所述交流充电端口的最大输入电流等于所述第一输入端的过电流能力的两倍时，所述功率因数校正电路的第一输入端和第四输入端与所述交流充电端口连接，所述开关(k1)、所述开关(k2)、所述开关(k3)、所述开关(k4)都闭合。

6.根据权利要求3所述的电源变换器，其特征在于，当所述交流充电端口对所述功率因数校正电路的输入为三相交流电，且所述交流充电端口的最大输入电流等于所述第一输入端的过电流能力时，所述功率因数校正电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端均与所述交流充电端口连接，所述开关(k1)、所述开关(k2)、所述开关(k3)、所述开关(k4)都断开。

7.根据权利要求2所述的电源变换器，其特征在于，当所述功率因数校正电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端的过电流能力相同，且所述第四输入端的过电流能力为所述第一输入端的过电流能力的三倍时，所述切换开关设置有三个，分别为开关(k5)、开关(k6)、开关(k7)；

8.根据权利要求7所述的电源变换器，其特征在于，当所述交流充电端口对所述功率因数校正电路的输入为单相交流电，且所述交流充电端口的最大输入电流等于所述第一输入端的过电流能力时，所述功率因数校正电路的第一输入端和第四输入端与所述交流充电端口连接，所述开关(k5)、所述开关(k6)都断开，所述开关(k7)闭合。

9.根据权利要求7所述的电源变换器，其特征在于，当所述交流充电端口对所述功率因数校正电路的输入为单相交流电，且所述交流充电端口的最大输入电流等于所述第一输入端的过电流能力的三倍时，所述功率因数校正电路的第一输入端和第四输入端与所述交流充电端口连接，所述开关(k5)、所述开关(k6)、所述开关(k7)都闭合。

10.根据权利要求7所述的电源变换器，其特征在于，当所述交流充电端口对所述功率因数校正电路的输入为三相交流电，且所述交流充电端口的最大输入电流等于所述第一输入端的过电流能力时，所述功率因数校正电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端均与所述交流充电端口连接，所述开关(k5)、所述开关(k6)、所述开关(k7)都断开。

技术总结
本发明公开了一种兼容单相交流电和三相交流电的电源变换器，包括与交流充电端口连接的功率因数校正电路，以及一侧与所述功率因数校正电路连接的双向直流变换器，所述双向直流变换器的另一侧连接高压电池，还包括多个设于所述功率因数校正电路上的切换开关，所述切换开关根据所述功率因数校正电路中多个输入端的过电流能力设置。与现有技术相比，本发明利用切换开关整合不同的拓扑结构，共用功率主回路和器件，相对单一拓扑的车载充电机而言，增加了不同电网电压的适应性，同时由于共用器件最大效率的利用了器件的规格能力，降低成本，减小体积且继电器的控制方式简单明了。

技术研发人员：刘钧,冯颖盈,张昌盛,滕森
受保护的技术使用者：深圳威迈斯新能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13