【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车载充电机，特别是一种磁集成变压器及车载三端口变换器。
技术介绍
1、车载充电机和车载直流变换器是新能源汽车中的重要组件，其功能分别为新能源汽车中的高压电池和低压电池进行充电，必要时还要将电池中的能量以交流电的形式向车外负载输送。
2、车载充电机一般采用具有功率因素校正(power factor correction,pfc)功能的ac/dc变换器级联高压dc/dc变换器构成，考虑到能量双向流动的需要，ac/dc变换器一般采用图腾柱式pfc变换器和三相电压型整流器，高压dc/dc变换器一般采用llc变换器和双有源桥(dual active bridge,dab)变换器。车载直流变换器一般采用单向dc/dc变换器，主要为全桥变换器拓扑家族。
3、如图1所示，传统车载充电机和车载直流变换器为独立运行单元，因此，具有明显的体积和成本劣势。目前，如图2所示的车载充电机和车载dc/dc直流变换器集成方案逐渐被汽车电子行业所采用，该集成方案通过复用器件大幅降低了成本和体积。集成方案中将传统高压dc/dc变换器和车载直流变换器用双向三端口dc/dc变换器替代，负责对高压电池(hv侧)和低压电池(lv侧)进行能量传递。
4、中国专利文献cn113949282a的专利公开了一种三端口车载充电机。在该专利中，lv侧增加了双向开关管以实现lv侧的功率控制，采用双电感的倍流整流电路。在该方案中，双向开关管的加入无疑增加了驱动电路的复杂性，双电感的加入无疑增加了系统的体积。因此，整机的功率密度和成本无法得
5、中国专利文献cn116191889a的专利公开了一种隔离型集成化三端口双向dcdc变换器。在该专利中，使用两个变压器实现高压电池充电和低压电池充电的磁路解耦合，可分别对这两个充电过程进行控制，提高了控制的灵活性。此外，所有mos均工作在零电压开通(zero voltage switching，zvs)状态，系统的效率得到一定的提升。在该方案中，两个高频变压器被需要，导致系统的体积和成本均有所增加。为控制系统体积，就需要提高开关频率，但这无疑增加了额外的开关损耗，即需要折衷设计。因此，该方案还有待优化。
6、中国专利文献cn110649813b的专利公开了一种隔离型集成化三端口双向dcdc变换器。在该专利中，只使用一个集成化变压器就可以实现任意两个端口之间的能量相互传输，具有非常高的控制灵活度。在该方案中，由于需要的全控型器件较多，这使得变换器中开关损耗增加，驱动电路增多。在一定程度上，限制了变换器的成本和效率优化。
7、因此，如何设计一种磁集成车载三端口变换器，能在管控变压器体积的基础上实现更高的整机效率，是业界亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中，车载充电机整机的功率密度和成本无法得到较好的管控的问题，本专利技术提出了一种磁集成变压器及车载三端口变换器。
2、本专利技术的技术方案为，提出了一种磁集成变压器，包括第一磁芯、第二磁芯、以及第三磁芯；
3、其中，所述第一磁芯绕有第一绕组和第二绕组，所述第二磁芯绕有第三绕组、第四绕组、以及第五绕组，所述第三磁芯连通所述集成变压器的两侧；
4、所述第一磁芯中磁通与所述第二磁芯中磁通在所述第三磁芯中的流向相反，且所述第三磁芯中磁通为所述第一磁芯中磁通与所述第二磁芯中磁通之和。
5、本专利技术还提出了一种采用上述集成变压器的车载三端口变换器，包括与所述第一绕组连接的原边电路、与所述第二绕组和所述第三绕组连接的第一副边电路、以及与所述第四绕组和所述第五绕组连接的第二副边电路；
6、所述原边电路采用桥式电路，且具有第一桥臂和第二桥臂；
7、所述第一副边电路采用三相全桥电路，且具有第三桥臂、第四桥臂、以及第五桥臂；
8、所述第二副边电路采用功率开关电路，且至少具有第一功率开关组和第二功率开关组。
9、进一步，所述第一绕组的同名端串接有谐振电感后连接到所述第一桥臂或所述第二桥臂的中点；
10、所述第二绕组的同名端连接到所述第三桥臂的中点；
11、所述第三绕组的同名端串接到所述第二绕组的异名端，且在所述第二绕组与所述第三绕组的串接点连接有隔直电容，所述隔直电容的另一端连接到所述第四桥臂的中点；
12、所述第四绕组的同名端连接到所述第二功率开关组中功率开关的漏极，所述第五绕组的异名端连接到所述第一功率开关组中功率开关的漏极；
13、所述第五绕组的同名端串接到所述第四绕组的异名端，且所述第四绕组与所述第五绕组的串接点连接有滤波电感。
14、进一步，所述第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂以及所述第四桥臂工作于dab模式，且在所述原边电路向所述第一副边电路输送能量时，通过所述第三桥臂的上臂开关滞后于所述第一桥臂的上臂开关的相位角调节输送能量；
15、在所述第一副边电路向所述原边电路输送能量时，通过所述第一桥臂的上臂开关滞后于所述第三桥臂的上臂开关的相位角调节输送能量。
16、进一步，所述第四桥臂和所述第五桥臂工作于移相全桥模式，且在所述第一副边电路向所述第二副边电路输送能量时，通过所述第五桥臂的下臂开关滞后于所述第四桥臂的上臂开关的相位角调节输送能量。
17、进一步，所述第一功率开关组具有功率开关管s11和功率开关管s13，所述第二功率开关组具有功率开关管s12和功率开关管s14；
18、所述功率开关管s11与所述功率开关管s12工作于同步整流模式，且所述功率开关管s11在所述第四桥臂的上臂开关或所述第五桥臂的下臂开关导通时导通；
19、所述功率开关管s12在所述第四桥臂的下臂开关或所述第五桥臂的上臂开关导通时导通；
20、所述功率开关管s13与所述功率开关管s11互补导通，所述功率开关管s14与所述功率开关管s12互补导通。
21、进一步，所述第四桥臂和所述第五桥臂工作于移相全桥模式，且使所述第三绕组的电压滞后所述第二绕组的电压，所述第四绕组和所述第五绕组的电压滞后所述第二绕组的电压。
22、进一步，所述第一桥臂的上臂开关与所述第二桥臂的下臂开关具有相同的第一驱动信号；
23、所述第一桥臂的下臂开关与所述第二桥臂的上臂开关具有相同的第二驱动信号；
24、且所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的占空比均为0.5，第一驱动信号和所述第二驱动信号的状态互补。
25、进一步，所述第三桥臂的上臂开关与所述第四桥臂的下臂开关具有相同的第三驱动信号；
26、所述第三桥臂的下臂开关与所述第四桥臂的上臂开关具有相同的第四驱动信号；
27、且所述第三驱动信号和所述第四驱动信号的占空比均为0.5，第三驱动信号和所述第四驱动信号的状态互补。
28、进一步，所述第五桥臂的上臂开关具有第五驱动信号，所述第五桥臂的下臂开关具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁集成变压器，其特征在于，包括第一磁芯、第二磁芯、以及第三磁芯；
2.一种具有如权利要求1所述的磁集成变压器的车载三端口变换器，其特征在于，包括与所述第一绕组连接的原边电路、与所述第二绕组和所述第三绕组连接的第一副边电路、以及与所述第四绕组和所述第五绕组连接的第二副边电路；
3.根据权利要求2所述的车载三端口变换器，其特征在于，所述第一绕组的同名端串接有谐振电感后连接到所述第一桥臂或所述第二桥臂的中点；
4.根据权利要求3所述的车载三端口变换器，其特征在于，所述第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂以及所述第四桥臂工作于DAB模式，且在所述原边电路向所述第一副边电路输送能量时，通过所述第三桥臂的上臂开关滞后于所述第一桥臂的上臂开关的相位角调节输送能量；
5.根据权利要求3所述的车载三端口变换器，其特征在于，所述第四桥臂和所述第五桥臂工作于移相全桥模式，且在所述第一副边电路向所述第二副边电路输送能量时，通过所述第五桥臂的下臂开关滞后于所述第四桥臂的上臂开关的相位角调节输送能量。
6.根据权利要求3所述的车载三端口变换器，其特
7.根据权利要求5所述的车载三端口变换器，其特征在于，所述第四桥臂和所述第五桥臂工作于移相全桥模式，且使所述第三绕组的电压滞后所述第二绕组的电压，所述第四绕组和所述第五绕组的电压滞后所述第二绕组的电压。
8.根据权利要求2所述的车载三端口变换器，其特征在于，所述第一桥臂的上臂开关与所述第二桥臂的下臂开关具有相同的第一驱动信号；
9.根据权利要求2所述的车载三端口变换器，其特征在于，所述第三桥臂的上臂开关与所述第四桥臂的下臂开关具有相同的第三驱动信号；
10.根据权利要求2所述的车载三端口变换器，其特征在于，所述第五桥臂的上臂开关具有第五驱动信号，所述第五桥臂的下臂开关具有第六驱动信号；
...【技术特征摘要】
1.一种磁集成变压器，其特征在于，包括第一磁芯、第二磁芯、以及第三磁芯；
2.一种具有如权利要求1所述的磁集成变压器的车载三端口变换器，其特征在于，包括与所述第一绕组连接的原边电路、与所述第二绕组和所述第三绕组连接的第一副边电路、以及与所述第四绕组和所述第五绕组连接的第二副边电路；
3.根据权利要求2所述的车载三端口变换器，其特征在于，所述第一绕组的同名端串接有谐振电感后连接到所述第一桥臂或所述第二桥臂的中点；
4.根据权利要求3所述的车载三端口变换器，其特征在于，所述第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂以及所述第四桥臂工作于dab模式，且在所述原边电路向所述第一副边电路输送能量时，通过所述第三桥臂的上臂开关滞后于所述第一桥臂的上臂开关的相位角调节输送能量；
5.根据权利要求3所述的车载三端口变换器，其特征在于，所述第四桥臂和所述第五桥臂工作于移相全桥模式，且在所述第一副边电路向所述第二副边电路输送能量时，通过所述第五桥臂的下臂...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘钧，冯颖盈，李旭升，
申请(专利权)人：深圳威迈斯新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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