用于通用输入电源双向电池充电器的系统和方法技术方案

本公开涉及用于通用输入电源双向电池充电器的系统和方法。一种用于AC到DC PFC转换器的系统包括：第一相开关组，该第一相开关组连接至第一节点，以从电压源的第一相接收功率；第二相开关组，该第二相开关组连接至第二节点，以从电压源的第二相接收功率；第三相开关组，该第三相开关组连接至第三节点，以从电压源的第三相接收功率；中性相开关组，该中性相开关组连接至第四节点，以连接至电压源的接地端子；第一开关，该第一开关连接至第一节点和第二节点；以及第二开关，该第二开关连接至第二节点和第三节点。二节点和第三节点。二节点和第三节点。

【技术实现步骤摘要】
用于通用输入电源双向电池充电器的系统和方法


[0001]本公开的各种实施方式总体上涉及用于交流(AC)到直流(DC)功率因数校正(PFC)转换器的系统，并且更具体地，涉及电动车辆的基于通用输入电源的双向车载电池充电器。

技术介绍

[0002]在电池充电器领域，通常使用两级布局来满足在机动车辆中用作车载充电器的要求。这些车载充电器具有高功率密度、较小的重量，并且需要较小的空间。在单相或三相充电器中使用的配置布局包括I级的AC
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DC PFC转换器和II级的隔离DC
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DC转换器。现今大多数可用充电器可以利用单相、两相(当一个相断开时)或三相电源工作，但无法在维持低组件计数(count)的同时与多个电源兼容。少数充电器可与单相和三相输入电源兼容，但对输入侧和输出侧的电压范围电平有限制。对于800伏系统，转换器应当具有针对可用的单相、两相、或三相电源的灵活的充电选项，以从该电源提取可用的最大功率。常规车载充电器未被配备成针对宽范围可应用输入电压提供宽输出范围，同时维持低组件计数。
[0003]本公开旨在克服上述这些挑战中的一个或更多个挑战。

技术实现思路

[0004]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种用于交流(AC)到直流(DC)功率因数校正(PFC)转换器的系统，所述系统包括：第一相开关组，所述第一相开关组连接至第一节点，以从电压源的第一相接收功率；第二相开关组，所述第二相开关组连接至第二节点，以从所述电压源的第二相接收功率；第三相开关组，所述第三相开关组连接至第三节点，以从所述电压源的第三相接收功率；中性相(neutral phase)开关组，所述中性相开关组连接至第四节点，以连接至所述电压源的接地端子；第一开关，所述第一开关连接至所述第一节点和所述第二节点；以及第二开关，所述第二开关连接至所述第二节点和所述第三节点。
[0005]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种系统，所述系统还包括：输入电压传感器，所述输入电压传感器被配置成感测所述电压源的各个相的电压；以及控制器，所述控制器被配置成：基于所感测的电压确定所述电压源的相，并且基于所述电压源的所确定的相，对所述第一相开关组、所述第二相开关组、所述第三相开关组和所述中性相开关组的操作以及所述第一开关和所述第二开关的操作进行控制。
[0006]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种系统，其中，当所述电压源的所确定的相是三相电压时，所述控制器被配置成：对所述第一相开关组、所述第二相开关组以及所述第三相开关组的操作进行控制，以输出DC电压，将所述中性相开关组的操作控制为断开，并且将所述第一开关和所述第二开关的操作控制为断开。
[0007]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种系统，其中，当所述电压源的所确定的相是两相电压时，所述控制器被配置成：对所述第一相开关组、所述第二相开关组以及所述第三相开关组的操作进行控制，以输出DC电压，将所述中性相开关组的操作控制为断开，将所述第一开关的操作控制为断开并且将所述第二开关的操作控制为闭合，或者对所述第一相
开关组、所述第二相开关组以及所述第三相开关组的操作进行控制，以输出DC电压，将所述中性相开关组的操作控制为闭合，将所述第一开关的操作控制为闭合并且将所述第二开关的操作控制为闭合。
[0008]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种系统，其中，当所述电压源的所确定的相是单相电压时，所述控制器被配置成：对所述第一相开关组、所述第二相开关组、所述第三相开关组以及所述中性相开关组的操作进行控制，以输出DC电压，并且对所述第一开关和所述第二开关的操作进行控制，以形成交错式(interleaved)转换器。
[0009]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种系统，其中，所述控制器被配置成：基于120度移位开关脉冲对所述第一相开关组、所述第二相开关组以及所述第三相开关组中的每一者的上开关的操作进行控制，并且基于所述电压源的频率，将所述中性相开关组的上开关和下开关操作为接通和断开，以作为去往所述电压源的电流的返回路径。
[0010]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种系统，其中，所述控制器被配置成根据以下项中的一项或更多项对所述第一开关和所述第二开关的操作进行控制：对于1/3功率，断开所述第一开关并且断开所述第二开关，对于2/3功率，接通所述第一开关并且断开所述第二开关，或者对于全功率，接通所述第一开关并且接通所述第二开关。
[0011]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种系统，所述系统还包括LLC转换器，所述LLC转换器连接至所述第一相开关组、所述第二相开关组、所述第三相开关组以及所述中性相开关组的输出端。
[0012]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种系统，所述系统还包括DC链路电容器，所述DC链路电容器与所述第一相开关组、所述第二相开关组、所述第三相开关组和所述中性相开关组以及所述LLC转换器并联设置。
[0013]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种系统，其中，所述PFC转换器被配置成输出从约300V到约900V的DC功率。
[0014]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种系统，所述系统还包括：所述电压源，所述电压源连接至所述PFC转换器的所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点以及所述第四节点中的一个或更多个节点；以及电池，所述电池连接至所述LLC转换器的输出端。
[0015]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种系统，其中，所述PFC转换器还被配置成通过所述LLC转换器从所述电池接收DC功率，将所述DC功率转换成AC功率，以及通过所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点以及所述第四节点中的一个或更多个节点提供所述AC功率。
[0016]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种系统，所述系统还包括控制器，所述控制器被配置成：基于所请求的电压相，对所述第一相开关组、所述第二相开关组、所述第三相开关组和所述中性相开关组的操作以及所述第一开关和所述第二开关的操作进行控制，以通过所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点以及第四节点中的所述一个或更多个节点提供所述AC功率。
[0017]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种系统，其中，所请求的电压相包括单相运行、两相运行以及三相运行。
[0018]在一些方面，本文所描述的技术涉及一种对包括交流(AC)到直流(DC)功率因数校正(PFC)转换器的系统进行控制的方法，所述AC到DC PFC转换器包括第一相开关组、第二相
开关组、第三相开关组和中性相开关组以及第一输入开关和第二输入开关，所述第一输入开关和所述第二输入开关被配置成将功率切换到所述第一相开关组、所述第二相开关组以及所述第三相开关组，所述方法包括通过至少一个处理器执行包括以下项的操作：基于感测到的来自电压源的电压，确定所述电压源的相；并且基于所述电压源的所确定的相，对所述PFC转换器的所述第一相开关组、所述第二相开关组、所述第三相开关组和所述中性相开关组以及所述第一输入开关和所述第二输入开关的开关操本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于交流AC到直流DC功率因数校正PFC转换器的系统，所述系统包括：第一相开关组，所述第一相开关组连接至第一节点，以从电压源的第一相接收功率；第二相开关组，所述第二相开关组连接至第二节点，以从所述电压源的第二相接收功率；第三相开关组，所述第三相开关组连接至第三节点，以从所述电压源的第三相接收功率；中性相开关组，所述中性相开关组连接至第四节点，以连接至所述电压源的接地端子；第一开关，所述第一开关连接至所述第一节点和所述第二节点；以及第二开关，所述第二开关连接至所述第二节点和所述第三节点。2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：输入电压传感器，所述输入电压传感器被配置成感测所述电压源的各个相的电压；以及控制器，所述控制器被配置成：基于所感测的电压确定所述电压源的相，并且基于所述电压源的所确定的相，对所述第一相开关组、所述第二相开关组、所述第三相开关组和所述中性相开关组的操作以及所述第一开关和所述第二开关的操作进行控制。3.根据权利要求2所述的系统，其中，当所述电压源的所确定的相是三相电压时，所述控制器被配置成：对所述第一相开关组、所述第二相开关组以及所述第三相开关组的操作进行控制，以输出DC电压，将所述中性相开关组的操作控制为断开，并且将所述第一开关和所述第二开关的操作控制为断开。4.根据权利要求2所述的系统，其中，当所述电压源的所确定的相是两相电压时，所述控制器被配置成：对所述第一相开关组、所述第二相开关组以及所述第三相开关组的操作进行控制，以输出DC电压，将所述中性相开关组的操作控制为断开，将所述第一开关的操作控制为断开并且将所述第二开关的操作控制为闭合，或者对所述第一相开关组、所述第二相开关组以及所述第三相开关组的操作进行控制，以输出DC电压，将所述中性相开关组的操作控制为闭合，将所述第一开关的操作控制为闭合并且将所述第二开关的操作控制为闭合。5.根据权利要求2所述的系统，其中，当所述电压源的所确定的相是单相电压时，所述控制器被配置成：对所述第一相开关组、所述第二相开关组、所述第三相开关组以及所述中性相开关组的操作进行控制，以输出DC电压，并且对所述第一开关和所述第二开关的操作进行控制，以形成交错式转换器。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制器被配置成：基于120度移位开关脉冲对所述第一相开关组、所述第二相开关组以及所述第三相开关组中的每一者的上开关的操作进行控制，并且基于所述电压源的频率，将所述中性相开关组的上开关和下开关操作为接通和断开，
以作为去往所述电压源的电流的返回路径。7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制器被配置成根据以下项中的一项或更多项对所述第一开关和所述第二开关的操作进行控制：对于1/3功率，断开所述第一开关并且断开所述第二开关，对于2/3功率，接通所述第一开关并且断开所述第二开关，以及对于全功率，接通所述第一开关并且接通所述第二开关。8.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括LLC转换器，所述LLC转换器连接至所述第一相开关组、所述第二相开关组、所述第三相开关组以及所述中性相开关组的输出端。9.根据权利要求8所述的系统，所述系统还包括DC链路电容器，所述DC链路电容器与所述第一相开关组、所述第二相开关组、所述第三相开关组和所述中性相开关组以及所述LLC转换器并联设置。10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述AC到DC PFC转换器被配置成输出从约300V到约900V的DC功率。11.根据权利要求8所述的系统，所述系统还包括：所述电压源，所述电压源连接至所述AC到DC PFC转换器的所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点以及所述第四节点中的一个或更多个节点；以及电池，所述电池连接至所述LLC转换器的输出端。12.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：博格华纳卢森堡汽车系统公司，
类型：发明
国别省市：