一种dc/dc充电装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种DC/DC充电装置，其特征在于：一种DC/DC充电装置，其特征在于：包括N个谐振模块、N个整流模块、控制模块及二极管；N个谐振模块分别并联于直流母线、N个谐振模块输出端分别对应连接N个整流模块；N个谐振模块控制端分别连接所述控制模块；第一整流模块输出经所述二极管接负载一输入，第N整流模块输出接所述负载另一输入；N个整流模块间级联；N为不小于1的自然数。当充电装置工作不同工作电压段时，控制模块选择开启相应的谐振模块驱动，无需通过提高开关频率即可实现超宽范围的高效率工作，输出低电压时范围时，部分谐振模块工作，从而减少了系统损耗、提高了工作效率，具有温升控制良好，可靠性高,成本低等优点。
【专利说明】
_种00/00充电装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种电动汽车非车载直流充电装置，具体涉及一种DC/DC充电装置。
【背景技术】
[0002]在电动汽车非车载直流充电机给电动汽车充电时，直流充电机的输出电压由电动汽车的BMS系统决定。由于市场上电动汽车品牌众多，充电电压差异较大。非车载直流充装置若要兼容绝大多数品牌电动汽车，需要输出200?750VDC超宽范围电压。电动汽车非车载直流充电机为AC-DC装置，通过前级APFC，后级DCDC隔离输出。如此超宽范围的输出电压，充电机的整机效率很难得到保证，特别是输出低电压时，需调高驱动开关频率损耗加大、效率也会随之降低。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种DC/DC充电装置，当该充电装置工作不同工作电压段时，选择关闭相应的LLC功率回路驱动，从而实现超宽范围的高效率工作。
[0004]本实用新型采用以下技术方案实现一种DC/DC充电装置，其特征在于:包括N个谐振模块、N个整流模块、控制模块及二极管;N个谐振模块分别并联于直流母线、N个谐振模块输出端分别对应连接N个整流模块;N个谐振模块控制端分别连接所述控制模块;第一整流模块输出经所述二极管接负载一输入，第N整流模块输出接所述负载另一输入;N个整流模块间级联；N为不小于I的自然数。
[0005]在本实用新型一实施例中，谐振模块为LLC谐振回路;所述LLC谐振回路包括第一至第四功率开关管，第一至第四二极管、第一至第三电容、变压器漏感、变压器励磁电感及谐振电容;第一电容、第二电容为极性电容;所述第一功率开关管的第一端接第二功率开关管的第三端;所述第二功率开关管的第一端接第三功率开关管的第三端;所述第三功率开关管的第一端接第四功率开关管的第三端;所述第一功率开关管第三端接直流输出正母线;所述第四功率开关管的第一端接直流输出负母线；第一至第四功率开关管的第二端分别接所述控制模块;所述第一电容负极接直流输出负母线，第一电容的正极接地;所述第二电容正极接直流输出正母线，第二电容负极接地;所述第三电容一端接第一功率开关管的第一端，第三电容另一端接第三功率开关管的第一端;所述第一二极管的阴极接第三电容一端，第一二极管的阳极接第二二极管阴极，第一二极管的阳极接地;第二二极管阳极接第三电容另一端;变压器的漏感一端接第二功率开关管的第一端，变压器漏感另一端接变压器励磁电感一端，变压器励磁电感另一端接谐振电容一端，谐振电容另一端接地;第三二极管阴极接直流输出正母线，第三二极管阳极接第四二极管阴极;第四二极管阴极接变压器励磁电感另一端;第四二极管阳极接直流输出负母线；其中第一至第四功率开关管的第一端为源极或发射极，第一至第四功率开关管的第二端为栅极或基极，第一至第四功率开关管的第三端为漏极或集电极。
[0006]在本实用新型一实施例中，整流模块为全桥整流电路;所述全桥整流电路包括第五至第八二极管及滤波电容;第五二极管的阴极接第七二极管阴极;第五二极管的阳极接第六二极管阴极;第六二极管阳极接第八二极管阳极;第八二极管阴极接第七二极管阳极；第五二极管的阳极接谐振模块的正极输出；第七二极管阳极接谐振模块的负极输出；所述滤波电容一端接第七二极管阴极，另一端接第八二极管阳极;滤波电容一端为全桥整流电路正极输出，滤波电容另一端为全桥整流电路负极输出。
[0007]在本实用新型一实施例中，所述控制模块为DSP控制电路。
[0008]与现有技术相比:本装置母线电压并联多个谐振模块，经DC/DC变换后，每个谐振模块实现不同的电压范围输出，各回路经输出整流桥后再串联输出。当充电装置工作不同工作电压段时，控制模块选择开启相应的谐振模块驱动，无需通过提高开关频率即可实现超宽范围的高效率工作，输出低电压时范围时，部分谐振模块工作，从而减少了系统损耗、提尚了工作效率，具有温升控制良好，可靠性尚，成本低等优点。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的主要原理框图。
[0010]图2为本实用新型一实施例的谐振模块的电路原理图。
[0011]图3为本实用新型一实施例的整流模块的电路原理图。
[0012]图4为本实用新型一实施例谐振模块控制原理框图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
[0014]参见图1，本实用提供一种DC/DC充电装置，该装置包括N个谐振模块、N个整流模块、控制模块及二极管;N个谐振模块分别并联于直流母线、N个谐振模块输出端分别对应连接N个整流模块;N个谐振模块控制端分别连接所述控制模块;第一整流模块输出经所述二极管接负载一输入，第N整流模块输出接所述负载另一输入;N个整流模块间级联；N为不小于I的自然数。
[0015]在本实用新型一实施例中，谐振模块为LLC谐振回路，具体电路原理图参见图2。所述LLC谐振回路包括第一至第四功率开关管Q1-Q4，第一至第四二极管D1-D4、第一至第三电容C1-C3、变压器漏感Lr、变压器励磁电感Lm及谐振电容Cr;第一电容、第二电容为极性电容;所述第一功率开关管Ql的第一端I接第二功率开关管Q2的第三端;所述第二功率开关管Q2的第一端I接第三功率开关管Q3的第三端;所述第三功率开关管Q3的第一端I接第四功率开关管Q4的第三端;所述第一功率开关管Ql第三端接直流输出正母线DC+;所述第四功率开关管Q4的第一端I接直流输出负母线DC-;第一至第四功率开关管的第二端2分别接所述控制模块;所述第一电容Cl的负极接直流输出负母线DC-，第一电容Cl正极接地GND;所述第二电容C2正极接直流输出正母线多DC+，第二电容C2负极接地GND;所述第三电容C3—端接第一功率开关管Ql的第一端I，第三电容C3另一端接第三功率开关管Q3的第一端I;所述第一二极管Dl的阴极接第三电容C3—端，第一二极管Dl的阳极接第二二极管D2阴极，第一二极管Dl的阳极接地GND;第二二极管D2阳极接第三电容C3另一端;变压器的漏感Lr 一端接第二功率开关管Q2的第一端I，变压器漏感Lr另一端接变压器励磁电感Lm—端，变压器励磁电感Lm另一端接谐振电容Cr 一端，谐振电容Cr另一端接地GND;第三二极管D3阴极接直流输出正母线，第三二极管D3阳极接第四二极管D4阴极;第四二极管D4阴极接变压器励磁电感Lm另一端;第四二极管D4阳极接直流输出负母线。功率开关管一般为电力场效应晶体管或电力晶体管，因此其中第一至第四功率开关管的第一端I为源极或发射极，第一至第四功率开关管的第二端2为栅极或基极，第一至第四功率开关管的第三端3为漏极或集电极。在本实用新型具体实施例中采用电力场效应晶体管(MOS管)，因此一至第四功率开关管的第一端I为源极，第一至第四功率开关管的第二端2为栅极，第一至第四功率开关管的第三端3为漏极。4个^)3管01，02，03，04串联与2个钳位二极管01，02构成一个三电平结构，飞跨电容03用来将Ql和Q4开关过程与Q2和Q3开关过程解耦开来。DC+与DC-之间串联2个续流二极管D3，D4。变压器励磁电感Lm、变压器漏感Lr和谐振电容Cr构成LLC谐振变换器。
[0016]整流模块的电路原理图参见图3。整流模块为全桥整流电路;所述全桥整流电路包括第五至第八二极管及滤波电容;第五二极管D5的阴极接第七二极管D7阴极;第五二极管D5的阳极接第六二极管D6阴极;第六二极管D6阳极接第八二极管D8阳极;第八二极管D8阴极接第七二极管D7阳极;第五二极管D5的阳极接谐振模块的正极输出；第七二极管阳极D7接谐振模块的负极输出；所述滤波电容一端接第七二极管D7阴极，另一端接第八二极管D8阳极;滤波电容一端为全桥整流电路正极输出，滤波电容另一端为全桥整流电路负极输出。
[0017]较佳的，所述控制模块为DSP控制电路。
[0018]在本实用新型一实施例中N为2，谐振模块控制原理框图参见图4。LLC功率回路由一个谐振电路和一个整流电路串联而成。谐振电路LLCl和谐振电路LLC2内部拓扑一致，具体参见图2。使用DSP控制电路的PffMl?PMW4控制LLCl的开关驱动，通过控制PffMl?PWM4的开关频率，调节LLCl功率回路的电压输出；LLCl功率回路输出的正极LLCl I，负极LLC12再经过全桥整流电路后，并联上输出滤波电容Cl。使用DSP控制电路的PWM5?PWM8控制LLC2的开关驱动，通过控制PWM5?PWM8的开关频率，调节LLC2功率回路的电压输出；LLC2功率回路输出的正极LLC21，负极LLC22再经过组成的全桥整流电路后，并联上输出滤波电容CL2。然后将滤波电容CLl，CL2串联起来，之后经过二极管DO后形成总输出。充电前非车载充电机的通讯模块就需与电动汽车的BMS进行信息交互，内容包括电动汽车的需求的充电电压，充电流等;通讯模块获取电动汽车的充电电压和充电流后，下发指令到控制模块，控制模块根据通讯模块下发的充电电压判断是否关闭PWMl?PWM4或PWM5?PWM8的驱动。在本实施例将第一谐振模块最佳输出电压范围设计在200?350VDC，第二谐振模块最佳输出电压范围设计在100?300VDC。当控制模块得知需求电压为100?300VDC时，控制模块控制PffMl?PWM4驱动关闭，LLCl停止工作;PWM5?PWM8调节开关频率，使LLC2输出100?300VDC ；经过两个LLC功率回路串联后，系统总的输出电压范围为LLC2的输出范围100?300VDC。当控制模块得知需求电压为300?750VDC时，控制模块控制PffMl?PWM4调节开关频率，LLCl输出200?350VDC; PWM5?PWM8调节开关频率，使LLC2输出100?300VDC ；经过两个LLC功率回路串联后，系统总的输出电压范围为LLC2的输出范围300?750VDC。若系统想将电压范围扩展更宽，可通过增加LLC功率回路，轻松实现。
[0019]上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种DC/DC充电装置，其特征在于:包括N个谐振模块、N个整流模块、控制模块及二极管;N个谐振模块分别并联于直流母线、N个谐振模块输出端分别对应连接N个整流模块;N个谐振模块控制端分别连接所述控制模块;第一整流模块输出经所述二极管接负载一输入，第N整流模块输出接所述负载另一输入;N个整流模块间级联；N为不小于I的自然数。2.根据权利要求1所述的DC/DC充电装置，其特征在于:谐振模块为LLC谐振回路;所述LLC谐振回路包括第一至第四功率开关管，第一至第四二极管、第一至第三电容、变压器漏感、变压器励磁电感及谐振电容;第一电容、第二电容为极性电容； 所述第一功率开关管的第一端接第二功率开关管的第三端;所述第二功率开关管的第一端接第三功率开关管的第三端;所述第三功率开关管的第一端接第四功率开关管的第三端;所述第一功率开关管第三端接直流输出正母线;所述第四功率开关管的第一端接直流输出负母线;第一至第四功率开关管的第二端分别接所述控制模块;所述第一电容负极接直流输出负母线，第一电容的正极接地;所述第二电容正极接直流输出正母线，第二电容负极接地;所述第三电容一端接第一功率开关管的第一端，第三电容另一端接第三功率开关管的第一端;所述第一二极管的阴极接第三电容一端，第一二极管的阳极接第二二极管阴极，第一二极管的阳极接地;第二二极管阳极接第三电容另一端;变压器的漏感一端接第二功率开关管的第一端，变压器漏感另一端接变压器励磁电感一端，变压器励磁电感另一端接谐振电容一端，谐振电容另一端接地;第三二极管阴极接直流输出正母线，第三二极管阳极接第四二极管阴极;第四二极管阴极接变压器励磁电感另一端;第四二极管阳极接直流输出负母线；其中第一至第四功率开关管的第一端为源极或发射极，第一至第四功率开关管的第二端为栅极或基极，第一至第四功率开关管的第三端为漏极或集电极。3.根据权利要求1所述的DC/DC充电装置，其特征在于:整流模块为全桥整流电路;所述全桥整流电路包括第五至第八二极管及滤波电容;第五二极管的阴极接第七二极管阴极；第五二极管的阳极接第六二极管阴极;第六二极管阳极接第八二极管阳极;第八二极管阴极接第七二极管阳极;第五二极管的阳极接谐振模块的正极输出；第七二极管阳极接谐振模块的负极输出；所述滤波电容一端接第七二极管阴极，另一端接第八二极管阳极;滤波电容一端为全桥整流电路正极输出，滤波电容另一端为全桥整流电路负极输出。4.根据权利要求1所述的DC/DC充电装置，其特征在于:所述控制模块为DSP控制电路。5.根据权利要求1所述的DC/DC充电装置，其特征在于:所述N为2。
【文档编号】H02J7/00GK205566108SQ201620403016
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】赖熙庭, 樊志强, 唐建国
【申请人】深圳市科华恒盛科技有限公司