高效可充电电池充电器的转换器及其驱动方法、充电系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于高效可充电电池(secondary battery)充电器的转换器、具有该转换器的充电系统及转换器驱动方法。更具体地，本发明与拓扑控制技术有关，该拓扑控制技术能够提高安装在用于对电动车、电动自行车等进行充电的高压电池充电器中的DC-DC转换器的效率。
【背景技术】
[0002]随着对环境保护的日益关注，对能够代替现有有害能源的替代资源的需求日益增加。
[0003]迄今为止，已经对替代资源进行了广泛的研究。具体地，加速了在现代生活中主要使用的机动车辆的替代能源的开发。
[0004]在19世纪就已经制造了电动车辆。但是，由于技术限制和缺乏实用性，电动车辆没有流行起来。
[0005]随着生活质量变得更高，装配有内燃机(内燃机是空气污染的罪魁祸首)的机动车辆成为了焦虑的根源。因而，研究集中于替代能源的开发。因此，实践中倾向于使用没有有害排放气体和噪音的电动车辆。
[0006]电动车辆包括用于产生驱动力的电动马达和用于向该电动马达提供电流的电池。电动车辆需要用于对电池进行充电的充电系统。
[0007]充电系统用于将从外部电源提供的AC电压转换成DC电压。充电系统包括设置在电动车辆内的内部充电器和设置在电动车辆外的外部充电器。
[0008]经由外部电缆给构成电动车辆的充电系统的内部充电器提供AC电压。内部充电器安装在电动车辆的有限空间中。内部充电器的重量与燃料效率直接相关。内部充电器的竞争力取决于与电功率的密度和效率相关的性能。因此，减小内部充电器的尺寸很重要。
[0009]如图1所示，典型的充电器转换器包括主开关单元10和次级整流单元20。然而，在典型的充电转换器中，只使用一条传输线路来传输所有种类的输出电流。这带来的问题是，由于电路中存在电阻部件，传输损耗变得较大。
【发明内容】
[0010]鉴于现有技术中固有的上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于高效可充电电池充电器的转换器、设置有该转换器的充电系统以及转换器驱动方法，所述转换器能够串联组合两个转换器拓扑结构并且控制数字信号处理器，以便使各拓扑结构的有效使用最大化，并且使转换损耗最小化。
[0011]本发明的另一个目的是提供一种用于高效可充电电池充电器的转换器、设置有该转换器的充电系统以及转换器驱动方法，所述转换器能够使用数字信号处理器通过简单的控制方法被驱动，以便迅速处理发生的故障。
[0012]本发明的又一个目的是提供一种用于高效可充电电池充电器的转换器、设置有该转换器的充电系统以及转换器驱动方法，所述转换器能够简化其控制方法并降低维护成本。
[0013]在本发明的一个方面中，提供了一种用于高效可充电电池充电器的转换器，该转换器包括:初级主开关单元，该初级主开关单元被构造成切换输入电压;次级相移全桥整流单元，该次级相移全桥整流单元被构造成输出波动的DC输出电压;次级半桥逻辑链接控制整流单元，该次级半桥逻辑链接控制整流单元串联连接至所述次级相移全桥整流单元并且被构造成输出固定的DC输出电压；以及控制单元，该控制单元被构造成使用所述次级相移全桥整流单元和所述次级半桥逻辑链接控制整流单元的总输出电压产生用于控制所述初级主开关单元的控制信号，并且该控制单元被构造成通过单个反馈操作同时控制所述次级相移全桥整流单元和所述次级半桥逻辑链接控制整流单元。
[0014]所述次级相移全桥整流单元和所述次级半桥逻辑链接控制整流单元可以被构造成共享所述初级主开关单元。
[0015]所述控制单元可以被构造成固定所述次级半桥逻辑链接控制整流单元的输出，并允许所述次级相移全桥整流单元的输出根据条件而波动。
[0016]所述控制单元可以是数字信号处理器。
[0017]在本发明的另一个方面中，提供了一种驱动用于高效可充电电池充电器的转换器的方法，该方法包括以下步骤:根据电池的充电/放电状态控制所述转换器的输出电压;允许所述转换器将AC电压转换成用于对所述电池进行充电的DC电压；以及输出用于对所述电池进行充电的所述DC电压。
[0018]在控制所述转换器的输出电压的步骤中，可以使次级半桥逻辑链接控制整流单元的输出固定，并可以允许次级相移全桥整流单元的输出根据条件而波动。
[0019]在本发明的又一个方面中，提供了一种充电系统，该充电系统包括:电池，该电池被构造成对马达进行驱动;和转换器，该转换器被构造成将外部施加的AC电压转换成马达驱动DC电压，以便对所述电池进行充电。
[0020]所述转换器可以包括:初级主开关单元，该初级主开关单元被构造成切换输入电压;次级相移全桥整流单元，该次级相移全桥整流单元被构造成输出波动的DC输出电压;次级半桥逻辑链接控制整流单元，该次级半桥逻辑链接控制整流单元串联连接至所述次级相移全桥整流单元并且被构造成输出固定的DC输出电压；以及控制单元，该控制单元被构造成使用所述次级相移全桥整流单元和所述次级半桥逻辑链接控制整流单元的总输出电压产生用于控制所述初级主开关单元的控制信号，并且该控制单元被构造成通过单个反馈操作同时控制所述次级相移全桥整流单元和所述次级半桥逻辑链接控制整流单元。
[0021]所述次级相移全桥整流单元和所述次级半桥逻辑链接控制整流单元可以被构造成共享所述初级主开关单元。
[0022]根据本发明，可以串联组合两个转换器拓扑结构并且控制数字信号处理器，以便使各拓扑结构的有效使用最大化，并且使转换损耗最小化。
[0023]此外，在不必增加具有复杂构造的电路的情况下，可以控制开关电路和数字信号处理器，由此即使在系统开发阶段也能够简化故障处理方法，并由此降低开发成本和售后服务成本。
【附图说明】
[0024]根据结合附图给出的优选实施方式的如下描述，本发明的上述目的和其它目的以及特征将变得清楚。
[0025]图1是示出了传统充电器转换器的构造的框图。
[0026]图2是示出了根据本发明的实施方式的充电器转换器的构造的框图。
[0027]图3是示出了图2所示的充电器转换器的初级主开关单元的构造的详细电路图。
[0028]图4是示出了图2所示的充电器转换器的次级相移全桥整流单元和次级半桥逻辑链接控制整流单元的构造的电路图。
[0029]图5是示出了图2所示的充电器转换器的控制单元的详细构造的构造图。
[0030]图6a是示出了应用图2所示的充电器转换器的充电系统的视图。
[0031]图6b是示出了应用图2所示的充电器转换器的另一个充电系统的视图。
【具体实施方式】
[0032]现在将参照图2至图6详细描述本发明的优选实施方式。
[0033]本文用来描述不同部件的术语“初级”和“次级”仅意在对一个部件与另一个部件进行区分，并不意在限制部件的性质或布置顺序。
[0034]除非另有特别说明，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)都具有与由具有本发明所属技术领域中的一般知识的人员通常理解的含义相同的含义