[發(fā)明專利]一種大功率直流充電模塊的電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711074598.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107910932A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊飛;楊宏遠(yuǎn);白亞平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京帕維克新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/06
• 分類號(hào): H02J7/06;H02M1/42;H02M1/44;H02M3/335
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11616
• 代理人: 唐猛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直流充電模塊的電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，特別涉及一種大功率直流充電模塊的電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

水冷直流模塊是水冷直流充電機(jī)中的核心單元，要同時(shí)滿足大容量、小體積、低成本、高效率、高功率因數(shù)的設(shè)計(jì)要求。通過(guò)分析現(xiàn)有充電機(jī)電路拓?fù)涞奶攸c(diǎn)和充電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，確定采用有源功率因數(shù)校正前級(jí)和LLC諧振全橋軟開(kāi)關(guān)變換器的兩級(jí)變換電路的技術(shù)路線。分析典型的APFC電路和逆變軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，提出可提高電源效率的移相全橋變換器結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供了一種大功率直流充電模塊的電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電磁干擾小，功率器件開(kāi)關(guān)電壓應(yīng)力小，效率高。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種大功率直流充電模塊的電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括：核心單元水冷直流模塊，所述水冷直流模塊由交流輸入、輔助單元、功率單元、控制及保護(hù)單元、直流輸出構(gòu)成，所述功率單元由濾波與EMC、三相功率因數(shù)校正、DC/DC全橋變換及濾波與EMC構(gòu)成，所述交流輸入分別連接濾波與EMC、輔助單元，所述濾波與EMC連接三相功率因數(shù)校正，所述三相功率因數(shù)校正連接DC/DC全橋變換，所述DC/DC全橋變換連接濾波與EMC，所述濾波與EMC連接直流輸出、控制與保護(hù)單元，所述控制與保護(hù)單元連接三相功率因數(shù)校正及DC/DC全橋變換，所述輔助單元連接控制與保護(hù)單元。

進(jìn)一步，所述輔助單元即輔助電源。

進(jìn)一步，所述控制與保護(hù)單元即控制及保護(hù)。

進(jìn)一步，確定采用有源功率因數(shù)校正前級(jí)和LLC諧振全橋軟開(kāi)關(guān)變換器的兩級(jí)變換電路的技術(shù)路線。

進(jìn)一步，APFC電路實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整和功率因數(shù)矯正，移相全橋?qū)崿F(xiàn)功率控制和電能高效轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明的有益效果為：

1．電壓應(yīng)力小，電磁干擾小，效率可達(dá)97.8%。

2．功率器件開(kāi)關(guān)電壓應(yīng)力小，效率高。

3．通過(guò)提高工作頻率，減小感性元件尺寸。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明高效水冷直流模塊電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明大容量APFC電路拓?fù)潆娐穲D；

圖3為本發(fā)明大容量DC/DC高頻軟開(kāi)關(guān)變換器電路拓?fù)潆娐穲D。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。其中相同的零部件用相同的附圖標(biāo)記表示。

需要說(shuō)明的是，下面描述中使用的詞語(yǔ)“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語(yǔ)“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

如圖1-3所示，一種大功率直流充電模塊的電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括：核心單元水冷直流模塊，所述水冷直流模塊由交流輸入、輔助單元、功率單元、控制及保護(hù)單元、直流輸出構(gòu)成，所述功率單元由濾波與EMC、三相功率因數(shù)校正、DC/DC全橋變換及濾波與EMC構(gòu)成，所述交流輸入分別連接濾波與EMC、輔助單元，所述濾波與EMC連接三相功率因數(shù)校正，所述三相功率因數(shù)校正連接DC/DC全橋變換，所述DC/DC全橋變換連接濾波與EMC，所述濾波與EMC連接直流輸出、控制與保護(hù)單元，所述控制與保護(hù)單元連接三相功率因數(shù)校正及DC/DC全橋變換，所述輔助單元連接控制與保護(hù)單元。

所述輔助單元即輔助電源。

所述控制與保護(hù)單元即控制及保護(hù)。

確定采用有源功率因數(shù)校正前級(jí)和LLC諧振全橋軟開(kāi)關(guān)變換器的兩級(jí)變換電路的技術(shù)路線。

APFC電路實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整和功率因數(shù)矯正，移相全橋?qū)崿F(xiàn)功率控制和電能高效轉(zhuǎn)換。

該裝置使用過(guò)程中，前級(jí)三相APFC電路采用圖2所示的維也納整流電流，為三電平結(jié)構(gòu)，可選用600V的大容量MOSFET，3個(gè)IGBT SEMIKRON SKiM401TMLI12E4B 模塊。MOSFET管和二極管的電壓應(yīng)力小，電磁干擾小，效率可達(dá)97.8%，由于開(kāi)關(guān)頻率的提高，也可以大幅減小PFC電感的值，有利于減小感性元件的尺寸和成本。DC/DC變換器采用圖3所示的交錯(cuò)模式全橋LLC電路，原邊功率管零電壓開(kāi)通，副邊整流管零電流關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)功率器件軟開(kāi)關(guān)；為3電平結(jié)構(gòu)，可選用600V元器件，2個(gè)IGBT SEMIKRON SKiM150GB12T4G 模塊和6個(gè)DIODE二極管。