[实用新型]一种电动汽车车载充电机系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电动汽车电力电子领域，具体涉及一种电动汽车充电机系统。

背景技术

随着国家普及新能源汽车，电动汽车的充电机成为重要的关键零部件，可以替代充电桩完成对电动汽车高压电池的充电和储能。

因为市电供电是正弦波电压，其中只有基波分量产生有功功率，谐波电流会消耗无功功率，并造成线电流有效值增加，故引入功率因素校正（PFC，Power Factor Correction）电路对增加充电系统效率和降低谐波干扰是有必要的。

车载充电机的功率一般在3~15kW的范围内，大功率的电力电子产品在汽车上的应用面临了新的挑战，如果处理不当，车载充电机会给电网带来谐波干扰，影响其他用电设备；此外，由于汽车需要在恶劣使用条件或恶劣测试条件下使用，使得车载充电机的散热设计成为另一个难点。

专利号为CN201220517004.3的中国专利文献，采用反激开关电源并联的方式设计大功率车载充电器，存在效率偏低的问题，无法满足节省能源的基本需求；此外，输入部分没有加入功率因数校正电路，必定会造成电网的谐波污染。

专利号为CN201210405021.2的中国专利文献，采用无桥PFC的设计，使得通过功率器件实现同步导通，流过功率器件电流有效值等于负载电流有效值，增加了器件的功耗，而且在功率更大的车载充电机上，热量的损耗给热设计带来极大的困难，器件的选型和设计也成为阻碍；无桥PFC还存在以下的问题：输出电压纹波很大，高频噪声需要繁琐的EMI滤波器。

实用新型内容

为解决解决现有电动汽车车载充电机系统无法解决的问题，设计一款体积小、效率高、散热合理、安全可靠和无谐波污染的大功率车载充电机，促进车载充电机的工程开发和应用。

本实用新型采用的技术方案是，一种电动汽车车载充电机系统，包括全波整流电路、DC-DC变换电路、DC-DC电路驱动器和DC-DC电路控制器，其特征在于：还包括交错式PFC电路、PFC驱动器和PFC控制器，全波整流电路的输出端与交错式PFC电路的输入端连接，交错式PFC电路的输出端与DC-DC变换电路的输入端连接；PFC控制器通过控制PFC驱动器控制交错式PFC电路，DC-DC电路控制器通过控制DC-DC电路驱动器控制DC-DC变换电路。

进一步的，交错式PFC电路包括电感L21、电感L22、超快恢复二极管D21、超快恢复二极管D22、N沟道场效应管Q21、N沟道场效应管Q22和电容C21，交错式PFC电路输入端正极分别接电感L21的一端和电感L22的一端，电感L21的另一端分别接超快恢复二极管D21正极和N沟道场效应管Q21漏极，电感L22的另一端分别接超快恢复二极管D22正极和N沟道场效应管Q22漏极，超快恢复二极管D21负极和超快恢复二极管D22负极的汇接点分别接交错式PFC电路输出端的正极和电容C21的一端，交错式PFC电路输入端的负极分别接N沟道场效应管Q21源级、N沟道场效应管Q22源级、电容C21的另一端和交错式PFC电路输出端的负极；N沟道场效应管Q21栅极和N沟道场效应管Q22栅极分别接PFC驱动器的输出。

更进一步的，所述的电动汽车车载充电机系统还包括PFC输入电压检测器、PFC输出电压检测器、第一源级电流检测器和第二源级电流检测器，PFC输入电压检测器检测交错式PFC电路的输入电压并将检测结果发送给PFC控制器，PFC输出电压检测器检测交错式PFC电路的输出电压并将检测结果发送给PFC控制器，第一源级电流检测器检测N沟道场效应管Q21源级电流后将检测结果发送给PFC控制器，第二源级电流检测器检测N沟道场效应管Q22源级电流后将检测结果发送给PFC控制器。

进一步的，在全波整流电路输出端正极和交错式PFC电路输入端正极之间接有预充电电阻R11，电阻R11两端并接有继电器。

进一步的，DC-DC变换电路包括全桥直流直流转换电路、高频变压器T31和输出整流电路，全桥直流直流转换电路的输入端接交错式PFC电路的输出端，全桥直流直流转换电路的输出端接高频变压器T31的原边，全桥直流直流转换电流的控制端接DC-DC电流驱动器的输出端，高频变压器T31的副边接输出整流电路的输入端，输出整流电路的输出端接所述电动汽车车载充电机系统的输出端。