車載充電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及充電供電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種車載充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的車載充電系統(tǒng)一般采用濾波電路、AC/DC整流電路、功率因數(shù)補(bǔ)償(PFC)電路、絕緣DC/DC轉(zhuǎn)換電路以及集成控制電路的技術(shù)路線。其主要采取了整流技術(shù)和DC/DC充電技術(shù)。
[0003]如圖1示出了現(xiàn)有車載充電系統(tǒng)的示意圖，AC220V電壓經(jīng)過(guò)濾波電路，濾除外界電網(wǎng)高頻脈沖對(duì)車載充電系統(tǒng)的干擾，再經(jīng)過(guò)整流電路及功率因數(shù)補(bǔ)償(PFC)電路輸出比較平滑的一次電流電壓，最后經(jīng)過(guò)絕緣DC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出充電所需的二次直流電壓電流。
[0004]其中絕緣DC/DC轉(zhuǎn)換電路又可稱成為充電電路，其作用是將平滑的一次電流電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)門(mén)電路控制以及變壓電路轉(zhuǎn)換成所需的充電電流電壓。整個(gè)充電過(guò)程是由控制電路控制。一般的絕緣DC/DC變換電路工作原理是通過(guò)橋式開(kāi)關(guān)電路閉合，再通過(guò)變壓器進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換、最后經(jīng)過(guò)濾波才能對(duì)充電電池進(jìn)行充電。
[0005]現(xiàn)有的車載充電系統(tǒng)一般都具有絕緣結(jié)構(gòu)，對(duì)于絕緣DC/DC變換電路的能量轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，變壓器是必備的元素。在通過(guò)變壓器進(jìn)行電磁耦合能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，電磁損耗(鐵損)以及負(fù)載能量損耗(銅損)很大，使得變壓器的輸入功率永遠(yuǎn)大于輸出功率。因此，電池充電時(shí)間比較長(zhǎng)，能量損耗較大。為了使變壓器二次線圈與一次線圈之間絕緣，使用絕緣膠帶等手段也是必要的，為此變壓器制造的過(guò)程比較復(fù)雜，成本也比較高。另外，由鐵損和銅損帶來(lái)的變壓器升溫以及電磁干擾、變壓器二次電壓的再處理等問(wèn)題也給整個(gè)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)帶來(lái)了不少的麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有車載充電系統(tǒng)絕緣DC/DC變換電路使用變壓器帶來(lái)的質(zhì)量大、電路設(shè)計(jì)復(fù)雜、能量損耗多、制造成本高等缺點(diǎn)，從而提出一種使用開(kāi)關(guān)電路來(lái)代替變壓器進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的車載充電裝置。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
一種車載充電裝置，包括依次連接的濾波電路、整流電路、功率因數(shù)補(bǔ)償電路、DC/DC變換電路和車載儲(chǔ)能裝置，DC/DC變換電路包括開(kāi)關(guān)電路、與開(kāi)關(guān)電路控制端連接的DC/DC控制電路和與開(kāi)關(guān)電路輸出端連接的第二反饋電路，第二反饋電路的輸出端與DC/DC控制電路的輸入端連接，開(kāi)關(guān)電路包括開(kāi)關(guān)K2、電感L2和電容C2，所述開(kāi)關(guān)Κ2、電感L2串聯(lián)后作為開(kāi)關(guān)電路的輸出端，所述電容C2的一端與該輸出端連接、另一端接地。
[0008]作為優(yōu)化，開(kāi)關(guān)電路還包括整流二極管D2，所述整流二極管D2陰極與開(kāi)關(guān)K2和電感L2的連接處連接、陽(yáng)極接地。
[0009]作為優(yōu)化，DC/DC變換電路包括并聯(lián)的兩路開(kāi)關(guān)電路。
[0010]作為優(yōu)化，DC/DC變換電路包括并聯(lián)的四路開(kāi)關(guān)電路。
[0011]作為優(yōu)化,還包括電流反饋電路，電流反饋電路包括分別與DC/DC變換電路輸出端和DC/DC控制電路輸入端連接的電流檢測(cè)電路，電流檢測(cè)電路將DC/DC變換電路輸出端的電流信息反饋給DC/DC控制電路。
[0012]作為優(yōu)化，還包括電容Cbus，所述功率因數(shù)補(bǔ)償電路與所述DC/DC變換電路的連接線為功率母線，電容Cbus第一端與功率母線連接，所述電容Cbus第二端接地。
[0013]作為優(yōu)化，功率因數(shù)補(bǔ)償電路包括電感L1、整流二極管D1、開(kāi)關(guān)Kp電阻Rs以及輸入波形檢測(cè)電路、PFC控制電路和第一反饋電路，電感LI的一端和輸入波形檢測(cè)電路輸入端分別與整流電路輸出端連接，電感L1的另一端、整流二極管D1和功率母線依次連接，輸入波形檢測(cè)電路輸出端與PFC控制電路連接，第一反饋電路輸入端與所述功率母線連接，第一反饋電路輸出端與PFC控制電路連接，PFC控制電路的輸出端與開(kāi)關(guān)K1控制端連接，開(kāi)關(guān)K1兩端分別與電感L1和整流二極管D1的連接處、電阻Rs —端連接，開(kāi)關(guān)K1和電阻Rs的連接處與PFC控制電路輸入端連接，電阻Rs另一端接地。
[0014]作為優(yōu)化，車載充電裝置還包括輔助電源電路，輔助電源電路分別與功率母線、PFC控制電路和DC/DC控制電路連接。
[0015]作為優(yōu)化，所述開(kāi)關(guān)K1、開(kāi)關(guān)K2和開(kāi)關(guān)K3為IGBT開(kāi)關(guān)或MOSFET開(kāi)關(guān)組。
[0016]作為優(yōu)化，車載充電裝置外部包裹高壓絕緣材料，且車載充電裝置與車體的距離為 3mm~ 10mnin
[0017]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、一種車載充電裝置，包括依次連接的濾波電路、整流電路、功率因數(shù)補(bǔ)償電路、DC/DC變換電路和車載儲(chǔ)能裝置，DC/DC變換電路包括開(kāi)關(guān)電路、與開(kāi)關(guān)電路控制端連接的DC/DC控制電路和與開(kāi)關(guān)電路輸出端連接的第二反饋電路，第二反饋電路的輸出端與DC/DC控制電路的輸入端連接，開(kāi)關(guān)電路包括開(kāi)關(guān)K2、電感L2和電容C2，所述開(kāi)關(guān)Κ2、電感L2串聯(lián)后作為開(kāi)關(guān)電路的輸出端，電容C2的一端與該輸出端連接、另一端接地。濾波電路可消除交流輸入電網(wǎng)中交流電壓Vin和交流電流IinK帶來(lái)的沖擊電流和高頻諧波，并且可以減少功率因數(shù)補(bǔ)償電路和DC/DC變換電路中產(chǎn)生的電磁干擾，然后交流電壓Vin和交流電流Iin被導(dǎo)入到整流電路中，經(jīng)整流后輸出整流電壓V-將整流電壓I再輸入到功率因數(shù)補(bǔ)償電路中，對(duì)輸出功率進(jìn)行補(bǔ)償，以提高輸出功率，輸出一次電壓Vbus。DC/DC變換電路兩端分別與功率因數(shù)補(bǔ)償電路和車載儲(chǔ)能裝置連接，其主要作用為把電壓Vbus變換成充電電壓VHb。而包括第二反饋電路的電壓閉環(huán)反饋電路，將開(kāi)關(guān)電路的輸出端電壓即車載充電系統(tǒng)的輸出電壓反饋給DC/DC控制電路，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)電路的導(dǎo)通和斷開(kāi)來(lái)精確控制車載充電裝置輸出電壓。最主要的是，在本車載充電裝置的功率母線上沒(méi)有采用變壓器來(lái)輸出充電電壓，而是使用不需要絕緣的DC/DC變換電路中的開(kāi)關(guān)電路來(lái)輸出充電電壓VHb，不是通過(guò)電磁耦合來(lái)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的，電磁損耗以及負(fù)載能量損耗小；本充電裝置工作在高壓狀態(tài)下，充電效率高、時(shí)間短。
[0018]2.本發(fā)明所述的車載充電裝置，開(kāi)關(guān)電路還包括整流二極管隊(duì)，整流二極管D2陰極與開(kāi)關(guān)K2和電感L2的連接處連接、陽(yáng)極接地，濾除開(kāi)關(guān)電路中的反向電壓，減少開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生的電磁干擾對(duì)充電裝置輸出電壓的影響。
[0019]3.本發(fā)明所述的車載充電裝置，DC/DC變換電路為多項(xiàng)變換電路，例如可以是并聯(lián)的兩路開(kāi)關(guān)電路組成的半橋式變換電路:包括兩組開(kāi)關(guān)K2、K3，兩組電感L2、L3，兩組整流二極管D2、D3，兩組電容C2、C3，以及DC/DC控制電路、第二反饋電路。其中，第二反饋電路對(duì)輸出電壓Vsb進(jìn)行采樣，把反饋電壓Vf2輸出到DC/DC控制電路。在DC/DC控制電路的控制下，開(kāi)關(guān)1(2、1(3交互導(dǎo)通，保證輸出充電電壓VHb的穩(wěn)定。這種設(shè)計(jì)既提高了開(kāi)關(guān)動(dòng)作效率，又減少了開(kāi)關(guān)的損耗。DC/DC變換電路由并聯(lián)的四路開(kāi)關(guān)電路組成的全橋式變換電路原理同上所述。
[0020]4.本發(fā)明所述的車載充電裝置，還包括電流反饋電路，電流反饋電路包括分別與DC/DC變換電路輸出端和DC/DC控制電路輸入端連接的電流檢測(cè)電路。電流檢測(cè)電路將DC/DC變換電路輸出端的電流信息反饋給DC/DC控制電路，形成了電流閉環(huán)采樣電路，進(jìn)一步提高了 DC/DC變換電路輸出電壓電流的穩(wěn)定性。
[0021]5.本發(fā)明所述的車載充電裝置，還包括電容Cbus，功率因數(shù)補(bǔ)償電路與DC/DC變換電路的連接線為功率母線，電容Cbus第一端與功率母線連接，電容Cbus第二端接地。其主要作用是儲(chǔ)存電能以及保持輸出電壓穩(wěn)定。
[0022]6.本發(fā)明所述的車載充電裝置，功率因數(shù)補(bǔ)償電路由電感L1、整流管D1、開(kāi)關(guān)1、電阻Rs以及輸入波形檢測(cè)電路、功率因數(shù)補(bǔ)償