[發明專利]一種電動汽車軟開關充電裝置

在審

• 申請號: 202110362415.3
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113183778A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 莊童;伍罡;薛利;梁睿智;許紫晗;冉俊超;劉凱;張彪
• 申請（專利權）人: 北京國網普瑞特高壓輸電技術有限公司
• 主分類號: B60L53/00
• 分類號: B60L53/00;B60L53/22
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

一種電動汽車軟開關充電裝置，其為了解決現有的充電裝置開關損耗大、效率低的問題。其包括交流電壓源、PFC整流模塊、DC/DC變換模塊，充電模塊和充電電池，所述DC/DC變換模塊包含功率開關以及二極管，所述功率開關實現零電流導通和零電壓關斷，所述二極管實現零電流導通關斷。通過只設置一個功率開關，實現零電流導通和零電壓關斷，結構簡單，開關器件使用少，減小了裝置的體積和成本，并有效降低了裝置的開關損耗，顯著提升了裝置的工作效率。

技術領域

本發明涉及一種電動汽車軟開關充電裝置，屬于電動汽車充電領域。

背景技術

汽車成為生活中重要的代步工具，然而汽車尾氣產生的一氧化碳、氮化物等污染氣體嚴重影響了人類的生存環境，并且全球的能源枯竭是人類面臨的另外一個問題。電動汽車使用電力作為動力，將代替燃油車成為人類出行的最佳選擇。而對電動汽車的研發過程中，充電電路和充電控制方法一直是研究的熱點問題。研制高性能、高效率以及高功率密度的充電器將有利于整個電動汽車產業的發展。

電動汽車充電裝置通常包括開關電源，根據不同的場合具有不同的拓撲結構。也有將軟開關電源應用于電動汽車充電電路中，采用全橋軟開關隔離變換器，該類變換器的磁芯利用率高并且能夠利用變換器寄生參數實現高效率，在中大功率場合應用廣泛。常見的軟開關電源有全橋零電壓、全橋零電壓零電流、全橋零電流開關和諧振變換器等全橋軟開關隔離變換器。但是，現有的充電裝置存在開關器件多、效率低的特點。

發明內容

本發明提出一種電動汽車軟開關充電裝置，其為了解決現有的充電裝置開關損耗大、效率低的問題。

其包括交流電壓源、PFC整流模塊、DC/DC變換模塊，充電模塊和充電電池；

交流電壓源用于提供交流電壓輸入PFC整流模塊；

PFC整流模塊接收來自交流電壓源提供的交流電壓，并對所述交流電壓進行整流以及功率因數校正，并提供第一直流電壓；

DC/DC變換模塊用于接收所述第一直流電壓，并將所述第一直流電壓進行升壓至第二直流電壓，所述第二直流電壓為直流母線電壓；

充電模塊接收所述第二直流電壓，進行充電控制，輸出期望的充電電源和電流至充電電池；

所述DC/DC變換模塊包含功率開關以及二極管，所述功率開關實現零電流導通和零電壓關斷，所述二極管實現零電流導通關斷。

優選地，所述PFC整流模塊包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第一電感、第一功率開關、第一電容；其中，第一二極管和第二二極管的陰極相連并與第一電感的一端相連，第一二極管和第二二極管的陽極分別與第三二極管、第四二極管的陰極相連，并且分別與交流電壓源的兩端相連，第三二極管和第四二極管的陽極相連；第一電感的另一端連接第五二極管的陽極，第一電感的另一端同時連接第一功率開關的漏極，第一功率開關的源極連接第三二極管和第四二極管的陽極，第五二極管的陰極連接第一電容的一端，第一電容的另一端連接第一功率開關的源極。

優選地，所述DC/DC變換模塊包括第二電感、第三電感、第四電感、第二功率開關、第二電容、第三電容、第四電容、隔離變壓器、第五二極管、第六二極管；其中，第二電感、第三電感和第二功率開關組成的串聯支路并聯在第一電容兩端，第二電感并聯在隔離變壓器原邊繞組的兩端，第二電感的一端與隔離變壓器原邊繞組的同名端連接，另一端連接第三電感的一端，第三電感的另一端連接第二功率開關的漏極，第二功率開關的源極與第一電容連接，第二電容并聯在第二功率開關的兩端；隔離變壓器副邊繞組的同名端連接第四電感的一端，第四電感的另一端連接第五二極管的陽極和第四電容的負極，隔離變壓器副邊繞組的另一端連接第三電容的一端，第三電容的另一端連接第五二極管的陰極，第三電容的另一端還連接第六二極管的陽極，第六二極管的陰極連接第四電容的正極，第四電容兩端電壓構成直流母線電壓。