一种多功能充电电路拓扑结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能充电电路拓扑结构，磁性器件

【技术实现步骤摘要】
一种多功能充电电路拓扑结构


[0001]本技术涉及一种多功能充电电路拓扑结构，属于电力变换

。

技术介绍

[0002]电动车辆的无线充电可以避免人工操作，极大的提高了充电的便利性
。
然而无线充电结构复杂，成本较高
。
[0003]此外，现有的有线直流充电桩的输出多为
400V
左右，而电动汽车的动力电池开始普遍采用
800V
左右的高压电池，导致现有已经安装的充电桩无法适配新型的
800V
动力电池汽车，造成资源的浪费
。
其中潜在的解决方案是在车载端引入
DC
‑
DC
变换器（升压变换器）实现充电桩与电池直接电压的匹配
。
[0004]然而，现有电动汽车同时安装升压变换器和无线充电器，不仅成本高，而且占用汽车空间，增加汽车重量
。
现有的升压变换器和无线充电器的集成技术需要进入额外的至少一个大体积的功率电感或电容或开关来切换工作模式（升压变换器及无线充电器两种模式切换），但是作为高频开关电源电路，在电路中引入的开关承受着较大的电压和电流应力，容易造成开关的可靠性问题，且该开关通常成本较高，不适用于批量生产的汽车
。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种多功能充电电路拓扑结构
。
[0006]为解决上述技术问题，本技术提供一种多功能充电电路拓扑结构，包括电力变换组件
、
磁性器件
L2、
直流充电座和充电电池；
[0007]所述磁性器件
L2与电力变换组件和直流充电座分别电连接，所述充电电池与所述电力变换组件电连接；
[0008]在无线充电时，经所述电力变换组件中的开关的通断，使所述磁性器件
L2作为耦合器与地面端的耦合器进行磁耦合，通过交变高频电磁场的形式转化为交流电，经所述电力变换组件整流为直流电输入给充电电池；
[0009]在升压充电时，经所述电力变换组件变换控制，使所述磁性器件
L2作为升压电感，将直流充电座输入的直流电进行升压，输入给充电电池
。
[0010]进一步的，还包括：电容
C2，所述电容
C2分别和磁性器件
L2、
电力变换组件和直流充电座电连接；
[0011]在无线充电时，所述电容
C2，作为谐振电容，用于和磁性器件
L2的电感构成谐振单元；
[0012]在升压充电时，所述电容
C2，作为输入滤波电容，用于对直流充电座输入电压进行滤波
。
[0013]进一步的，所述电感为自感或漏感
。
[0014]进一步的，所述磁性器件
L2包括第一磁体和缠绕所述第一磁体的第一绕组；
[0015]所述第一绕组的一端接电力变换组件，另一端分别接电容
C2和直流充电座正极
。
[0016]进一步的，所述第一磁体为条形
、
口形
、
环形或
U
形
。
[0017]进一步的，所述电力变换组件包括第一二极管
D
11
和第四开关
S4；
[0018]第一二极管
D
11
的正极分别连接磁性器件
L2的一端和第四开关
S4的一端，第一二极管
D
11
的负极连接充电电池的正极，第四开关
S4的另一端分别接充电电池的负极
、
直流充电座负极和电容
C2的一端，电容
C2的另一端分别接直流充电座正极和磁性器件
L2的另一端
。
[0019]进一步的，所述第一二极管
D
11
被替换为第一开关
S1。
[0020]进一步的，所述电力变换组件包括第一二极管
D
11
、
第二二极管
D
12
、
第三开关
S3和第四开关
S4；
[0021]第一二极管
D
11
和第二二极管
D
12
的负极均连接充电电池的正极，第一二极管
D
11
的正极分别连接磁性器件
L2的一端和第四开关
S4的一端，第二二极管
D
12
的正极分别连接电容
C2的一端和第三开关
S3的一端，充电电池的负极分别连接第三开关
S3的另一端
、
第四开关
S4的另一端和直流充电座负极，直流充电座正极分别连接磁性器件
L2的另一端和电容
C2的另一端
。
[0022]进一步的，所述第一二极管
D
11
、
第二二极管
D
12
分别被替换为第一开关
S1和第二开关
S2。
[0023]本技术所达到的有益效果：
[0024]本技术同时实现了两种充电功能即无线充电和直流变电压充电，而且不需要引入额外的功率器件，提高了系统开关
、
控制器
、
电容和磁芯器件等的利用率，降低了材料的使用，降低了成本
。
附图说明
[0025]图1是半桥整流器
‑
单个开关和单个二极管的电路示意图；
[0026]图2是半桥整流器
‑
两个开关的电路示意图；
[0027]图3是电力变换装置为全桥时的电路示意图；
[0028]图4是全桥电路的第二开关为闭合状态的电路示意图；
[0029]图5是四个开关构成的全桥整流器的电路示意图；
[0030]图6是磁性器件
L2的方案一升压状态示意图；
[0031]图7是磁性器件
L2的方案一无线充电状态示意图；
[0032]图8是磁性器件
L2的方案一立体示意图；
[0033]图9是磁性器件
L2的方案二升压状态示意图；
[0034]图
10
是磁性器件
L2的方案二无线充电状态示意图；
[0035]图
11
是磁性器件
L2的方案三升压状态示意图；
[0036]图
12
是磁性器件
L2的方案三无线充电状态示意图
。
实施方式
[0037]下面结合附图对本技术作进一步描述
。
以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围
。
[0038]本技术介绍一种多功能充本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多功能充电电路拓扑结构，其特征在于，包括电力变换组件
、
磁性器件
L2、
直流充电座和充电电池；所述磁性器件
L2与电力变换组件和直流充电座分别电连接，所述充电电池与所述电力变换组件电连接；在无线充电时，经所述电力变换组件中的开关的通断，使所述磁性器件
L2作为耦合器与地面端的耦合器进行磁耦合，通过交变高频电磁场的形式转化为交流电，经所述电力变换组件整流为直流电输入给充电电池；在升压充电时，经所述电力变换组件变换控制，使所述磁性器件
L2作为升压电感，将直流充电座输入的直流电进行升压，输入给充电电池
。2.
根据权利要求1所述的多功能充电电路拓扑结构，其特征在于，还包括：电容
C2，所述电容
C2分别和磁性器件
L2、
电力变换组件和直流充电座电连接；在无线充电时，所述电容
C2，作为谐振电容，用于和磁性器件
L2的电感构成谐振单元；在升压充电时，所述电容
C2，作为输入滤波电容，用于对直流充电座输入电压进行滤波
。3.
根据权利要求2所述的多功能充电电路拓扑结构，其特征在于，所述电感为自感或漏感
。4.
根据权利要求2所述的多功能充电电路拓扑结构，其特征在于，所述磁性器件
L2包括第一磁体和缠绕所述第一磁体的第一绕组；所述第一绕组的一端接电力变换组件，另一端分别接电容
C2和直流充电座正极
。5.
根据权利要求4所述的多功能充电电路拓扑结构，其特征在于，所述第一磁体为条形
、
口形
、
环形或
U
形
。6.
根据权利要求2‑5任意一项所述的多功能充电电路拓扑结构，其特征在于，所述电力变换组件包括第一二极管
D
11
和第四开关
S4；第一二极管
D
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建廷，
申请(专利权)人：爻新科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：