[实用新型]基于H桥和高频变压器的电动汽车充电与驱动集成变换器

摘要

本实用新型公开了一种基于H桥和高频变压器的电动汽车充电与驱动集成变换器，该集成结构在充电拓扑的基础上设置了十五个开关，通过这十五个开关的通断，实现了充电和驱动两种电路结构，充电变换器中的磁组合变压器通过并联原边绕组重构成了电机驱动变换器中的升压变压器，充电变换器和驱动变换器共用了3个H桥。与现有技术相比，本实用新型集成的电机驱动拓扑中升压网络不需要额外附加功率管，而是采用了充电拓扑中的一个H桥，另外，通过附加一个电容，再加上充电拓扑本身器件便可重构成升压网络。电机驱动系统具有容错和单级升压能力，其容错控制不变，即不需要改变控制软件，容错后电机仍能满额运行。

主权项

一种基于H桥和高频变压器的电动汽车充电与驱动集成变换器，包括第一至第三整流器、第一至第三H桥高频逆变器、第一至第二电容、磁组合高频变压器和输出级不控整流桥，第二电容两端分别接蓄电池的正极和负极；其特征在于，还包括第一至第十五切换开关；第一整流器第一输出端接第一切换开关的b端，第二输出端接第二切换开关的b端；第二整流器第一输出端接第三切换开关的b端，第二输出端接第四切换开关的b端；第三整流器第一输出端接第五切换开关的一端，第二输出端接第三H桥高频逆变器的第二输入端；第一切换开关的a端接第一H桥高频逆变器的第一输入端，第二切换开关的a端接第一H桥高频逆变器的第二输入端，第三切换开关的a端接第二H桥高频逆变器的第一输入端，第四切换开关的a端接第二H桥高频逆变器的第二输入端，第五切换开关的另一端接第三H桥高频逆变器的第一输入端；第一H桥高频逆变器的第一输出端接第六切换开关的b端，第一H桥高频逆变器的第二输出端接第七切换开关的b端，第二H桥高频逆变器的第一输出端接第八切换开关的b端，第二H桥高频逆变器的第二输出端接第九切换开关的b端，第三H桥高频逆变器的第一输出端接第十切换开关的b端，第三H桥高频逆变器的第二输出端接第十一切换开关的b端；第六切换开关的a端接高频变压器第一原边绕组的第一端，第七切换开关的a端接高频变压器第一原边绕组的第二端，第八切换开关的a端接高频变压器第二原边绕组的第一端，第九切换开关的a端接高频变压器第二原边绕组的第二端，第十切换开关的a端接高频变压器第三原边绕组的第一端，第十一切换开关的a端接高频变压器第三原边绕组的第二端；高频变压器副边绕组的第一端接第十三切换开关的第一路，高频变压器副边绕组的第二端接第十三切换开关的第二路；第十三切换开关的第一路的另一端接不控整流桥的第一输入端，第二路的另一端接不控整流桥的第二输入端；不控整流桥的第一输出端接第十二切换开关的b端，第二输出端接蓄电池负极；第十二切换开关的a端接蓄电池正极；第十二切换开关的c端接第三H桥高频逆变器的第二输入端；第十二切换开关的c端通过第一电容接高频变压器副边绕组的第一端；高频变压器副边绕组的第二端分别接第一切换开关、第三切换开关的c端；蓄电池负极分别接第二切换开关、第四切换开关的c端；第一H桥高频逆变器第一输出端通过第十四切换开关第一路接三相电机a相定子绕组出线端，第二输出端通过第十四切换开关第二路接三相电机b相定子绕组出线端；第二H桥高频逆变器第一输出端通过第十四切换开关第三路接三相电机c相定子绕组出线端；第二H桥高频逆变器第二输出端分别通过第十五切换开关接三相电机的三个定子绕组的出线端；当电动汽车充电与驱动集成拓扑处于充电模式时，所述第一至第四、第六至第十二切换开关的a端与b端相连，第五、第十三切换开关闭合；当电动汽车充电与驱动集成拓扑处于驱动模式时，所述第一至第四、第六至第十二切换开关的a端与c端相连，第五、第十三切换开关断开，第十四切换开关全部闭合，第十五切换开关全部断开；当驱动模式处于容错运行时，对应故障相的第十五切换开关闭合，第十四切换开关断开。