[發明專利]高效可充電電池充電器的轉換器及其驅動方法、充電系統

在審

• 申請號: 201610089560.8
• 申請日: 2016-02-17
• 公開（公告）號: CN105553293A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 李學秀;尹慧圣
• 申請（專利權）人: 沈陽瑩和科技有限公司
• 主分類號: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12;H02J7/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;劉久亮

技術領域

本發明涉及一種用于高效可充電電池(secondarybattery)充電器的轉換器、具有 該轉換器的充電系統及轉換器驅動方法。更具體地，本發明與拓撲控制技術有關，該 拓撲控制技術能夠提高安裝在用于對電動車、電動自行車等進行充電的高壓電池充電 器中的DC-DC轉換器的效率。

背景技術

隨著對環境保護的日益關注，對能夠代替現有有害能源的替代資源的需求日益增 加。

迄今為止，已經對替代資源進行了廣泛的研究。具體地，加速了在現代生活中主 要使用的機動車輛的替代能源的開發。

在19世紀就已經制造了電動車輛。但是，由于技術限制和缺乏實用性，電動車 輛沒有流行起來。

隨著生活質量變得更高，裝配有內燃機(內燃機是空氣污染的罪魁禍首)的機動 車輛成為了焦慮的根源。因而，研究集中于替代能源的開發。因此，實踐中傾向于使 用沒有有害排放氣體和噪音的電動車輛。

電動車輛包括用于產生驅動力的電動馬達和用于向該電動馬達提供電流的電池。 電動車輛需要用于對電池進行充電的充電系統。

充電系統用于將從外部電源提供的AC電壓轉換成DC電壓。充電系統包括設置 在電動車輛內的內部充電器和設置在電動車輛外的外部充電器。

經由外部電纜給構成電動車輛的充電系統的內部充電器提供AC電壓。內部充電 器安裝在電動車輛的有限空間中。內部充電器的重量與燃料效率直接相關。內部充電 器的競爭力取決于與電功率的密度和效率相關的性能。因此，減小內部充電器的尺寸 很重要。

如圖1所示，典型的充電器轉換器包括主開關單元10和次級整流單元20。然而， 在典型的充電轉換器中，只使用一條傳輸線路來傳輸所有種類的輸出電流。這帶來的 問題是，由于電路中存在電阻部件，傳輸損耗變得較大。

發明內容

鑒于現有技術中固有的上述問題，本發明的一個目的是提供一種用于高效可充電 電池充電器的轉換器、設置有該轉換器的充電系統以及轉換器驅動方法，所述轉換器 能夠串聯組合兩個轉換器拓撲結構并且控制數字信號處理器，以便使各拓撲結構的有 效使用最大化，并且使轉換損耗最小化。

本發明的另一個目的是提供一種用于高效可充電電池充電器的轉換器、設置有該 轉換器的充電系統以及轉換器驅動方法，所述轉換器能夠使用數字信號處理器通過簡 單的控制方法被驅動，以便迅速處理發生的故障。

本發明的又一個目的是提供一種用于高效可充電電池充電器的轉換器、設置有該 轉換器的充電系統以及轉換器驅動方法，所述轉換器能夠簡化其控制方法并降低維護 成本。

在本發明的一個方面中，提供了一種用于高效可充電電池充電器的轉換器，該轉 換器包括：初級主開關單元，該初級主開關單元被構造成切換輸入電壓；次級相移全 橋整流單元，該次級相移全橋整流單元被構造成輸出波動的DC輸出電壓；次級半橋 邏輯鏈接控制整流單元，該次級半橋邏輯鏈接控制整流單元串聯連接至所述次級相移 全橋整流單元并且被構造成輸出固定的DC輸出電壓；以及控制單元，該控制單元被 構造成使用所述次級相移全橋整流單元和所述次級半橋邏輯鏈接控制整流單元的總 輸出電壓產生用于控制所述初級主開關單元的控制信號，并且該控制單元被構造成通 過單個反饋操作同時控制所述次級相移全橋整流單元和所述次級半橋邏輯鏈接控制 整流單元。

所述次級相移全橋整流單元和所述次級半橋邏輯鏈接控制整流單元可以被構造 成共享所述初級主開關單元。

所述控制單元可以被構造成固定所述次級半橋邏輯鏈接控制整流單元的輸出，并 允許所述次級相移全橋整流單元的輸出根據條件而波動。

所述控制單元可以是數字信號處理器。

在本發明的另一個方面中，提供了一種驅動用于高效可充電電池充電器的轉換器 的方法，該方法包括以下步驟：根據電池的充電/放電狀態控制所述轉換器的輸出電 壓；允許所述轉換器將AC電壓轉換成用于對所述電池進行充電的DC電壓；以及輸 出用于對所述電池進行充電的所述DC電壓。

在控制所述轉換器的輸出電壓的步驟中，可以使次級半橋邏輯鏈接控制整流單元 的輸出固定，并可以允許次級相移全橋整流單元的輸出根據條件而波動。