一种车载充电器的控制电路、车载充电器和电动车的制作方法

本发明涉及电动车充电器，具体地涉及一种车载充电器的控制电路、车载充电器和电动车。

背景技术：

1、电动车是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具。

2、在现有技术中，电动车车载充电器主要有2种：2.2kw和3.3kw的交流充电机，分别支持220v/10a的交流输入和330v/10a交流充电机输入。这两种交流充电机的组成包括：整流电路、pfc电路、llc电路和直流整流电路。这两种充电机在电动车的使用上主要存在两个问题：

3、第一，在llc电路和直流整流电路之间需要采用隔离式的拓扑设计，目的是避免整车电气受到交流电网的影响，会导致电动车充电效率的降低和车载充电器体积的增加。

4、第二，无论2.2kw还是3.3kw的交流充电机主要的电力来源为交流电网，受交流电网终端的限制，功率都偏小。当应用于含有4kwh以上电池的的电动车时，充电需要更长时间。对于电动车的使用用户来说，会使得中长途行程过程中需要花费更长的时间用来中途充电，并且无法利用现有的高压直流充电桩进行快速便利的充电。

5、在另外一些使用案例中，在交流充电的结构之外又并行增加了直流充电装置，虽然电动车兼容了两种输入源，但是为了兼容交流充电，其结构上仍保留了隔离型的拓扑结构。因此在原有变压器基础上，增加了额外的开关功率管，功率二极管和相应的散热器，体积增加的同时也造成成本的增加和散热设计的难度。

技术实现思路

1、本发明提供了一种车载充电器的控制电路，以解决现有技术中存在的隔离式的拓扑设计会导致电动车充电效率的降低和车载充电器体积的增加的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是提供一种车载充电器的控制电路，包括降压电路，谐振电路，开关控制电路，其中：所述降压电路电连接电池负载，所述谐振电路电连接所述降压电路，所述开关控制电路分别与所述降压电路和所述谐振电路电连接。

3、所述降压电路包括功率开关管q1、功率开关管q2、电感l1、电容c1；所述开关管q1的d极连接所述输入端节点，s极接于所述电感l1的第一极节点；所述电感l1的第二极节点接于所述电容c1和输出端节点；所述功率开关管q2的s或d极接于所述第一电感线圈的第一极节点。

4、所述谐振电路包括电容c2、电容c3、电感l2和电感l3；所述电容c2并联接在所述第一开关管q1的s极和d极；所述电容c3并联接于所述第二开关管q2的s极和d极；所述电感l2串联接于所述第一电感节点和所述功率开关管q1之间；所述电感l3串联接于所述第一电感节点和所述功率开关管q2之间。

5、所述开关控制电路用于控制所述功率开关管q1和功率开关管q2的开启或关闭。

6、优选地，所述开关控制电路包括隔离驱动器，所述隔离驱动器包括隔离驱动芯片和驱动电路，所述隔离驱动芯片电连接驱动电路；所述隔离驱动器的输出端分别接于所述功率开关管q1的g极和所述功率开关管q2的g极。

7、优选地，所述开关控制电路还包括控制器，所述控制控制器包括控制芯片，控制器的输出端接于所述隔离驱动器的输入端，用于通过隔离驱动器对第一个开关管和第二个开关管进行开关控制。

8、优选地，所述电容c1处设有电压输出反馈电路和电压侦测装置，用于对所述控制器输出反馈信号。

9、优选地，所述功率开关管q1和所述功率开关管q2的类型为mosfet、igbt、sic三极管或sic二极管中的一种。

10、根据本发明的另一方面，提供了一种车载充电器，包括充电插头和所述车载充电器的控制电路。

11、根据本发明的另一方面，提供了一种电动车，包括电池负载和所述车载充电器，所述电池负载用于通过所述车载充电器进行充电。

12、本申请提供的一种车载充电器的控制电路，其有益效果在于：本发明通过二个功率开关管，降压输出电感电容组成的降压电路模组；两个谐振电感和两个谐振电容组成的谐振电路；控制芯片、隔离驱动芯片和反馈电路组成的开关控制电路，这三部分组成一种新型的非隔离型直流高压转低压的结构，实现了利用高压直流充电桩进行直流输入时对电池进行充电。

13、第一，可以通过对拓扑逻辑的创新型使用带来更大的功率和更小的尺寸。第二，通过优化后的拓扑增加了充电功率和充电效率，在体积不变或者小于当前充电装置的前提下搭配高压直流桩将充电功率提升一倍，从而帮助使用者减少充电时间，提高充电效率。第三通过优化后的拓扑逻辑设计减少元件数量，减少成本。

技术特征：

1.一种车载充电器的控制电路，其特征在于，包括降压电路，谐振电路，开关控制电路，其中：

2.根据权利要求1所述的车载充电器的控制电路，其特征在于，所述开关控制电路包括隔离驱动器，所述隔离驱动器包括隔离驱动芯片和驱动电路，所述隔离驱动芯片电连接驱动电路；所述隔离驱动器的输出端分别接于所述功率开关管q1的g极和所述功率开关管q2的g极。

3.根据权利要求2所述的车载充电器的控制电路，其特征在于，所述开关控制电路还包括控制器，所述控制控制器包括控制芯片，控制器的输出端接于所述隔离驱动器的输入端，用于通过隔离驱动器对第一个开关管和第二个开关管进行开关控制。

4.根据权利要求1所述的车载充电器的控制电路，其特征在于，所述电容c1处设有电压输出反馈电路和电压侦测装置，用于对所述控制器输出反馈信号。

5.根据权利要求1所述的车载充电器的控制电路，其特征在于，所述功率开关管q1和所述功率开关管q2的类型为mosfet、igbt、sic三极管或sic二极管中的一种。

6.一种车载充电器，其特征在于，包括充电插头和权利要求1-5任一项所述的车载充电器的控制电路。

7.一种电动车，其特征在于，包括电池负载和权利要求6所述的车载充电器，所述电池负载用于通过所述车载充电器进行充电。

技术总结
本发明公开了一种一种车载充电器的控制电路、车载充电器和电动车，包括降压电路，谐振电路，开关控制电路，其中：所述降压电路电连接电池负载，所述谐振电路电连接所述降压电路，所述开关控制电路分别与所述降压电路和所述谐振电路电连接。降压电路包括功率开关管Q1、功率开关管Q2、电感L1、电容C1。谐振电路包括电容C2、电容C3、电感L2和电感L3。开关控制电路用于控制功率开关管Q1和功率开关管Q2的开启或关闭。通过采用非隔离式电感替代变压器，一方面减小了的线圈体积，另一方面减少了相应的线圈损耗和磁体损耗。通过优化后的拓扑增加了充电功率和充电效率，在体积不变或者小于当前充电装置的前提下搭配高压直流桩将充电功率提升一倍。

技术研发人员：吴道贤,韩毅
受保护的技术使用者：苏州赤兔驱动科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15