車載充電器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及充電器技術領域，尤其是一種車載充電器。
【背景技術】
[0002]國家對低碳、環(huán)保、高效節(jié)能的新能源大力倡導，使得電動汽車業(yè)發(fā)展迅速，但是配套的專用充電器價格昂貴，普及的城市很少，遠遠落后于目前的新能源發(fā)展速度，車載充電器能有效的解決這一問題，使得電動汽車普及率大大的提升。
[0003]目前國內外多款電動汽車都配置車載充電器，但充電效率低，充電電池發(fā)熱量高，損耗大，電池長時間充不滿等問題隨之而來。
【實用新型內容】
[0004]針對上述現有技術中存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種充電效率高、損耗小的車載充電器。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]—種車載充電器，包括整流濾波電路、APFC電路、LLC半橋諧振電路、MCU、高頻變壓器；所述整流濾波電路、APFC電路、LLC半橋諧振電路和高頻變壓器依次串聯(lián)，所述MCU分別連接所述APFC電路和LLC半橋諧振電路，其中，所述APFC電路為LLC半橋諧振電路提供直流電，LLC半橋諧振電路將直流經過所述高頻變壓器轉化為方波電壓輸出，MCU對APFC電路和LLC半橋諧振電路進行反饋控制及充電曲線控制。
[0007]優(yōu)選地，所述APFC電路包括第一 NM0S管、升壓電感、續(xù)流二極管、保護二極管、第一電阻和繼電器、第一儲能電容和第二儲能電容；
[0008]所述升壓電感與第一 NM0S管的源極通過整流濾波連接220V交流電，所述第一NM0S管的柵極連接所述MCU、漏極分別連接所述升壓電感的一端和續(xù)流二極管的正極，所述保護二極管連接在所述升壓電感的另一端和續(xù)流二極管的負極，所述續(xù)流二極管的負極還與第一 NM0S管的源極之間并聯(lián)有第一電容、第二電容、第三電容和第四電容，所述第一電阻和繼電器并聯(lián)后連接在所述第一 NM0S管的源極和第一儲能電容與第二儲能電容的一端，第一儲能電容與第二儲能電容的另一端連接所述續(xù)流二極管的負極。
[0009]優(yōu)選地，所述LLC半橋諧振電路包括第一高頻變壓器、第二高頻變壓器、第二 NM0S管、第三NM0S管；
[0010]所述第一高頻變壓器的初級線圈依次通過TC4424A驅動芯片和準諧控制芯片連接所述MCU，所述第一高頻變壓器的次級線圈通過保護電路后連接所述第二 NM0S管與第三NM0S管的柵極，所述第二 NM0S管的漏極和源極之間連接有第五電容，所述第二 NM0S管的漏極還經過第六電容連接所述第二高頻變壓器的初級線圈的b端并通過第七電容連接于第三NM0S管的源極，所述第二高頻變壓器的初級線圈的a端與b端之間連接有第一電感，所述第二高頻變壓器的初級線圈的a端還通過第二電感連接所述第一高頻變壓器的次級線圈、c端通過第一二極管連接負載、d端連接負載、e端通過第二二極管連接所述第一二極管的負極和負載。
[0011]優(yōu)選地，所述第一 NM0S管采用低導通電阻的SPW35N60CFD型M0S管，所述續(xù)流二極管采用STPSC606D型二極管。
[0012]由于采用了上述方案，本實用新型采用APFC電路和LLC半橋諧電路將直流經高頻變壓器轉化為方波電壓輸出，并通過MCU對APFC電路與LLC半橋諧電路進行反饋控制及充電曲線控制，能有效地減小開關損耗，提尚充電效率。同時，半橋拓撲相比于全橋移相電路拓撲結構具有驅動電路結構簡單、成本低、抗不平衡能力強等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型實施例的整體原理圖。
[0014]圖2是本實用新型實施例的APFC電路結構圖。
[0015]圖3是本實用新型實施例的LLC半橋諧振電路結構圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0017]如圖1所示，一種車載充電器，包括整流濾波電路1、APFC電路2、LLC半橋諧振電路3、MCU6、高頻變壓器4 ;整流濾波電路1、APFC電路2、LLC半橋諧振電路3和高頻變壓器4依次串聯(lián)，MCU6分別連接APFC電路2和LLC半橋諧振電路3，其中，APFC電路2為LLC半橋諧振電路3提供直流電，LLC半橋諧振電路3將直流經過高頻變壓器4轉化為方波電壓輸出，MCU6對APFC電路2和LLC半橋諧振電路3進行反饋控制及充電曲線控制，從而實現該車載充電器的充電控制。
[0018]如圖2所示，本實用新型實施例的APFC電路2包括第一 NM0S管Q1、升壓電感L、續(xù)流二極管D、保護二極管ZD、第一電阻R1和繼電器、第一儲能電容C0和第二儲能電容C ;
[0019]其中，升壓電感L與第一 NM0S管Q1的源極通過整流濾波連接220V交流電，第一NM0S管Q1的柵極連接MCU6、漏極分別連接升壓電感L的一端和續(xù)流二極管D的正極，保護二極管ZD連接在升壓電感L的另一端和續(xù)流二極管D的負極，續(xù)流二極管D的負極還與第一 NM0S管Q1的源極之間并聯(lián)有第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3和第四電容C4，第一電阻R1和繼電器S并聯(lián)后連接在第一 NM0S管Q1的源極和第一儲能電容C0與第二儲能電容C的一端，第一儲能電容C0與第二儲能電容C的另一端連接續(xù)流二極管D的負極。
[0020]由于該車載充電器在啟動時有較大的紋波和過沖電壓，為了保護電路的穩(wěn)定性，在升壓電感L和續(xù)流二極管D的兩端并聯(lián)一個保護二極管ZD，在剛啟動電源時保護二極管ZD先導通，升壓電感L和續(xù)流二極管D短路，同時給第一儲能電容C0和第二儲能電容C充電，避免電路發(fā)生振蕩。在電路正常工作時，保護二極管ZD不再起短路作用，另外在第一儲能電容C0和第二儲能電容C的一端連接第一電阻R1，與繼電器S并聯(lián)，繼電器S常態(tài)斷開，當該車載充電器啟動時，電壓電流檢測穩(wěn)定后自動吸合，減小功耗，提高效率。
[0021]本實施例中，為了進一步提高效率，減小開關損耗，第一 NM0S管Q1采用低導通電阻的SPW35N60CFD型M0S管，續(xù)流二極管D采用STPSC606D型二極管。
[0022]如圖3所示，本實用新型實施例的LLC半橋諧振電路3包括第一高頻變壓器T1、第二高頻變壓器T2、第二 NMOS管Q2、第三NMOS管Q3。
[0023]其中，第一高頻變壓器T1的初級線圈依次通過TC4424A驅動芯片U2和準諧控制芯片U1連接MCU6，第一高頻變壓器T1的次級線圈通過保護電路A后連接第二 NM0S管Q2與第三NM0S管Q3的柵極，第二 NM0S管Q2的漏極和源極之間連接有第五電容C5，第二 NM0S管Q2的漏極還經過第六電容C6連接第二高頻變壓器T2的初級線圈的b端并通過第七電容C7連接于第三NM0S管Q3的源極，第二高頻變壓器T2的初級線圈的a端與b端之間連接有第一電感L1，第二高頻變壓器T2的初級線圈的a端還通過第二電感L2連接第一高頻變壓器T1的次級線圈、c端通過第一二極管D1連接負載、d端連接負載、e端通過第二二極管D2連接第一二極管D1的負極和負載。
[0024]該LLC半橋諧振電路3主要由M0SFET驅動控制電路、半橋對稱諧振網絡和整流濾波網絡構成，由于諧振元件工作在正弦諧振狀態(tài)，第二 NM0S管Q2和第三NM0S管Q3上的電壓自然過零，使其工作在零電壓導通狀態(tài)，此時損耗最小。拓撲結構采用變頻調制(簡稱PFM)方式，采用改變頻率的方式來穩(wěn)定輸出電壓，其原理為諧振電容與電感的阻抗隨工作頻率變化而使得第六電容C6、第七電容C7與第一電感L1、第二電感L2的分壓發(fā)生變化，從而得到穩(wěn)定輸出電壓。采用該LLC半橋變換拓撲結構的電路，能夠工作在零電壓，零電流的軟開關模式，極大的減少了開關損耗。相比較全橋拓撲結構，半橋拓撲結構簡單，抗不平衡能力強，實現了充電器高頻化，高效率，體積小等優(yōu)勢。
[0025]綜上所述，本實用新型通過APFC電路2和LLC半橋諧電路3將直流經高頻變壓器轉化為方波電壓輸出，并通過MCU6對APFC電路2與LLC半橋諧電路3進行反饋控制及充電曲線控制，能有效地減小開關損耗，提高充電效率。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種車載充電器，其特征在于:包括整流濾波電路、APFC電路、LLC半橋諧振電路、MCU、高頻變壓器；所述整流濾波電路、APFC電路、LLC半橋諧振電路和高頻變壓器依次串聯(lián)，所述MCU分別連接所述APFC電路和LLC半橋諧振電路，其中，所述APFC電路為LLC半橋諧振電路提供直流電，所述LLC半橋諧振電路將直流經過所述高頻變壓器轉化為方波電壓輸出，所述MCU對APFC電路和LLC半橋諧振電路進行反饋控制及充電曲線控制。2.如權利要求1所述的車載充電器，其特征在于:所述APFC電路包括第一NMOS管、升壓電感、續(xù)流二極管、保護二極管、第一電阻和繼電器、第一儲能電容和第二儲能電容； 所述升壓電感與第一 NMOS管的源極通過整流濾波連接220V交流電，所述第一 NMOS管的柵極連接所述MCU、漏極分別連接所述升壓電感的一端和續(xù)流二極管的正極，所述保護二極管連接在所述升壓電感的另一端和續(xù)流二極管的負極，所述續(xù)流二極管的負極還與第一NMOS管的源極之間并聯(lián)有第一電容、第二電容、第三電容和第四電容，所述第一電阻和繼電器并聯(lián)后連接在所述第一 NMOS管的源極和第一儲能電容與第二儲能電容的一端，第一儲能電容與第二儲能電容的另一端連接所述續(xù)流二極管的負極。3.如權利要求1所述的車載充電器，其特征在于:所述LLC半橋諧振電路包括第一高頻變壓器、第二高頻變壓器、第二 NMOS管、第三NMOS管； 所述第一高頻變壓器的初級線圈依次通過TC4424A驅動芯片和準諧控制芯片連接所述MCU，所述第一高頻變壓器的次級線圈通過保護電路后連接所述第二 NMOS管與第三NMOS管的柵極，所述第二 NMOS管的漏極和源極之間連接有第五電容，所述第二 NMOS管的漏極還經過第六電容連接所述第二高頻變壓器的初級線圈的b端并通過第七電容連接于所述第三NMOS管的源極，所述第二高頻變壓器的初級線圈的a端與b端之間連接有第一電感，所述第二高頻變壓器的初級線圈的a端還通過第二電感連接所述第一高頻變壓器的次級線圈、c端通過第一二極管連接負載、d端連接負載、e端通過第二二極管連接所述第一二極管的負極和負載。4.如權利要求2所述的車載充電器，其特征在于:所述第一NMOS管采用低導通電阻的SPW35N60CFD型MOS管，所述續(xù)流二極管采用STPSC606D型二極管。
【專利摘要】本實用新型涉及充電器技術領域，尤其是一種車載充電器。包括整流濾波電路、APFC電路、LLC半橋諧振電路、MCU、高頻變壓器；整流濾波電路、APFC電路、LLC半橋諧振電路和高頻變壓器依次串聯(lián)，MCU分別連接APFC電路和LLC半橋諧振電路，其中，APFC電路為LLC半橋諧振電路提供直流電，LLC半橋諧振電路將直流經高頻變壓器轉化為方波電壓輸出，MCU對APFC電路和LLC半橋諧振電路進行反饋及充電曲線控制。本實用新型采用APFC電路和LLC半橋諧電路將直流經高頻變壓器轉化為方波電壓輸出，并通過MCU對APFC電路與LLC半橋諧電路進行反饋及充電曲線控制，能有效地減小開關損耗，提高充電效率。
【IPC分類】H02J7/02, H02J7/10
【公開號】CN204967397
【申請?zhí)枴緾N201520716679
【發(fā)明人】雷紅軍
【申請人】東莞市雷崴電子有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月16日