車載充電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及充電器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種車載充電器。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)家對(duì)低碳、環(huán)保、高效節(jié)能的新能源大力倡導(dǎo)，使得電動(dòng)汽車業(yè)發(fā)展迅速，但是配套的專用充電器價(jià)格昂貴，普及的城市很少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(wèn)題，使得電動(dòng)汽車普及率大大的提升。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外多款電動(dòng)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(zhǎng)時(shí)間充不滿等問(wèn)題隨之而來(lái)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)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(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)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L(zhǎng)LC半橋諧振電路提供直流電，LLC半橋諧振電路將直流經(jīng)過(guò)所述高頻變壓器轉(zhuǎn)化為方波電壓輸出，MCU對(duì)APFC電路和LLC半橋諧振電路進(jìn)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(hù)二極管、第一電阻和繼電器、第一儲(chǔ)能電容和第二儲(chǔ)能電容；
[0008]所述升壓電感與第一 NM0S管的源極通過(guò)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(hù)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(fù)極，所述續(xù)流二極管的負(fù)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(chǔ)能電容與第二儲(chǔ)能電容的一端，第一儲(chǔ)能電容與第二儲(chǔ)能電容的另一端連接所述續(xù)流二極管的負(fù)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(jí)線圈依次通過(guò)TC4424A驅(qū)動(dòng)芯片和準(zhǔn)諧控制芯片連接所述MCU，所述第一高頻變壓器的次級(jí)線圈通過(guò)保護(hù)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(jīng)過(guò)第六電容連接所述第二高頻變壓器的初級(jí)線圈的b端并通過(guò)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(jí)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(jí)線圈的a端還通過(guò)第二電感連接所述第一高頻變壓器的次級(jí)線圈、c端通過(guò)第一二極管連接負(fù)載、d端連接負(fù)載、e端通過(guò)第二二極管連接所述第一二極管的負(fù)極和負(fù)載。
[0011]優(yōu)選地，所述第一 NM0S管采用低導(dǎo)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(shí)用新型采用APFC電路和LLC半橋諧電路將直流經(jīng)高頻變壓器轉(zhuǎn)化為方波電壓輸出，并通過(guò)MCU對(duì)APFC電路與LLC半橋諧電路進(jìn)行反饋控制及充電曲線控制，能有效地減小開(kāi)關(guān)損耗，提尚充電效率。同時(shí)，半橋拓?fù)湎啾扔谌珮蛞葡嚯娐吠負(fù)浣Y(jié)構(gòu)具有驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、抗不平衡能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的整體原理圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的APFC電路結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的LLC半橋諧振電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)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L(zhǎng)LC半橋諧振電路3提供直流電，LLC半橋諧振電路3將直流經(jīng)過(guò)高頻變壓器4轉(zhuǎn)化為方波電壓輸出，MCU6對(duì)APFC電路2和LLC半橋諧振電路3進(jìn)行反饋控制及充電曲線控制，從而實(shí)現(xiàn)該車載充電器的充電控制。
[0018]如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)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(hù)二極管ZD、第一電阻R1和繼電器、第一儲(chǔ)能電容C0和第二儲(chǔ)能電容C ;
[0019]其中，升壓電感L與第一 NM0S管Q1的源極通過(guò)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(hù)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(fù)極，續(xù)流二極管D的負(fù)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(chǔ)能電容C0與第二儲(chǔ)能電容C的一端，第一儲(chǔ)能電容C0與第二儲(chǔ)能電容C的另一端連接續(xù)流二極管D的負(fù)極。
[0020]由于該車載充電器在啟動(dòng)時(shí)有較大的紋波和過(guò)沖電壓，為了保護(hù)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(gè)保護(hù)二極管ZD，在剛啟動(dòng)電源時(shí)保護(hù)二極管ZD先導(dǎo)通，升壓電感L和續(xù)流二極管D短路，同時(shí)給第一儲(chǔ)能電容C0和第二儲(chǔ)能電容C充電，避免電路發(fā)生振蕩。在電路正常工作時(shí)，保護(hù)二極管ZD不再起短路作用，另外在第一儲(chǔ)能電容C0和第二儲(chǔ)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(kāi)，當(dāng)該車載充電器啟動(dòng)時(shí)，電壓電流檢測(cè)穩(wěn)定后自動(dòng)吸合，減小功耗，提高效率。
[0021]本實(shí)施例中，為了進(jìn)一步提高效率，減小開(kāi)關(guān)損耗，第一 NM0S管Q1采用低導(dǎo)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(shí)用新型實(shí)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(jí)線圈依次通過(guò)TC4424A驅(qū)動(dòng)芯片U2和準(zhǔn)諧控制芯片U1連接MCU6，第一高頻變壓器T1的次級(jí)線圈通過(guò)保護(hù)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(jīng)過(guò)第六電容C6連接第二高頻變壓器T2的初級(jí)線圈的b端并通過(guò)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(jí)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(jí)線圈的a端還通過(guò)第二電感L2連接第一高頻變壓器T1的次級(jí)線圈、c端通過(guò)第一二極管D1連接負(fù)載、d端連接負(fù)載、e端通過(guò)第二二極管D2連接第一二極管D1的負(fù)極和負(fù)載。
[0024]該LLC半橋諧振電路3主要由M0SFET驅(qū)動(dòng)控制電路、半橋?qū)ΨQ諧振網(wǎng)絡(luò)和整流濾波網(wǎng)絡(luò)構(gòu)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(guò)零，使其工作在零電壓導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)損耗最小。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用變頻調(diào)制(簡(jiǎn)稱PFM)方式，采用改變頻率的方式來(lái)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電路，能夠工作在零電壓，零電流的軟開(kāi)關(guān)模式，極大的減少了開(kāi)關(guān)損耗。相比較全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗不平衡能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了充電器高頻化，高效率，體積小等優(yōu)勢(shì)。
[0025]綜上所述，本實(shí)用新型通過(guò)APFC電路2和LLC半橋諧電路3將直流經(jīng)高頻變壓器轉(zhuǎn)化為方波電壓輸出，并通過(guò)MCU6對(duì)APFC電路2與LLC半橋諧電路3進(jìn)行反饋控制及充電曲線控制，能有效地減小開(kāi)關(guān)損耗，提高充電效率。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
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L(zhǎng)LC半橋諧振電路提供直流電，所述LLC半橋諧振電路將直流經(jīng)過(guò)所述高頻變壓器轉(zhuǎn)化為方波電壓輸出，所述MCU對(duì)APFC電路和LLC半橋諧振電路進(jìn)行反饋控制及充電曲線控制。2.如權(quán)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(hù)二極管、第一電阻和繼電器、第一儲(chǔ)能電容和第二儲(chǔ)能電容； 所述升壓電感與第一 NMOS管的源極通過(guò)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(hù)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(fù)極，所述續(xù)流二極管的負(fù)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(chǔ)能電容與第二儲(chǔ)能電容的一端，第一儲(chǔ)能電容與第二儲(chǔ)能電容的另一端連接所述續(xù)流二極管的負(fù)極。3.如權(quán)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(jí)線圈依次通過(guò)TC4424A驅(qū)動(dòng)芯片和準(zhǔn)諧控制芯片連接所述MCU，所述第一高頻變壓器的次級(jí)線圈通過(guò)保護(hù)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(jīng)過(guò)第六電容連接所述第二高頻變壓器的初級(jí)線圈的b端并通過(guò)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(jí)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(jí)線圈的a端還通過(guò)第二電感連接所述第一高頻變壓器的次級(jí)線圈、c端通過(guò)第一二極管連接負(fù)載、d端連接負(fù)載、e端通過(guò)第二二極管連接所述第一二極管的負(fù)極和負(fù)載。4.如權(quán)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(dǎo)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(shí)用新型涉及充電器技術(shù)領(lǐng)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L(zhǎng)LC半橋諧振電路提供直流電，LLC半橋諧振電路將直流經(jīng)高頻變壓器轉(zhuǎn)化為方波電壓輸出，MCU對(duì)APFC電路和LLC半橋諧振電路進(jìn)行反饋及充電曲線控制。本實(shí)用新型采用APFC電路和LLC半橋諧電路將直流經(jīng)高頻變壓器轉(zhuǎn)化為方波電壓輸出，并通過(guò)MCU對(duì)APFC電路與LLC半橋諧電路進(jìn)行反饋及充電曲線控制，能有效地減小開(kāi)關(guān)損耗，提高充電效率。
【IPC分類】H02J7/02, H02J7/10
【公開(kāi)號(hào)】CN204967397
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520716679
【發(fā)明人】雷紅軍
【申請(qǐng)人】東莞市雷崴電子有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月16日