车载充电机控制方法及车载充电机与流程

本发明涉及电动汽车，具体地涉及一种车载充电机控制方法及车载充电机。

背景技术：

1、车载充电机是一种将交流电转换成直流的电源系统，其用途为作为电动汽车的车载充电设备，对电池包充电。

2、现有的车载充电机，多采用二级拓扑，前级为功率因数校正电路(power factorcorrection，简称pfc)，后级为隔离dcdc电路，两级电路之间选择较大的母线电容，用于平衡交流侧和直流侧的瞬时功率差。车载充电机包括pfc电路、母线电容和隔离dcdc变换器，如图1所示。充电机的常规设计中，为满足向不同充电电压的电池的需要，将llc设计为宽频率调节，因此从而导致谐振电感及变压器的磁性器件的体积比较大，不能满足车载充电机小型化的需求。

3、然而将llc谐振变换器设计为固定频率虽然能符合车载充电机小型化需求，但是会导致输出电压不稳定。在车载充电机为动力电池充电时，由于动力电池本身带有稳压能力，因此不需要车载充电机稳压。然而，在部分工况下，车载充电机并不用于为动力电池充电，而是作为阻性或者阻感负载的电压源，例如，当车辆处于在低温环境时，动力电池不能充放电，此时需要充电机作为ptc(positive temperature coefficient)模块的稳定电压源，为整车加热，但是车载充电机在作为阻性负载的电压源时，无法利用动力电池本身带有稳压能力，不能输出稳定的电压。

4、因此，现有充电机无法同时符合车载充电机小型化需求的同时，满足作为稳定的供电电源的功能需求。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种车载充电机控制方法，该方法能够在符合车载充电机小型化要求的同时，满足为车载设备供电时提供稳定的输出电压的功能需求。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供一种车载充电机控制方法，用于为车载设备供电，其中所述车载充电机包括用于将市电转化为能够为电池充电的直流电的二级拓扑电路，所述二级拓扑电路包括前级的功率因数校正电路和后级的隔离dcdc电路，且所述功率因数校正电路和所述隔离dcdc电路之间还连接有母线电容，所述前级的功率因数校正电路包括第一桥式电路，用于将交流电转换为直流电并将该直流电压加载到所述母线电容，所述隔离dcdc电路包括llc谐振变换器，用于转换所述母线电容的电压到目标电压值，该方法包括：

3、通过恒压控制器输出的占空比信号，控制所述第一桥式电路中开关的通断，以稳定母线电容两端的电压在预定的参考值范围内；以及

4、所述llc谐振变换器处于开环定频状态下工作，以将所述母线电容两端的电压转换为车载用电设备的目标电压预设值。

5、优选的，所述恒压控制器输出的占空比信号通过以下方法得到：

6、获取所述车载用电设备的目标电压预设值和所述llc谐振变换器的预设匝比系数，并输入乘法器，以获取所述母线电容两端的电压的参考值；及

7、将所述参考值与获取所述母线电容两端的电压的当前值进行比较，并将比较结果转换为控制所述第一桥式电路中开关的占空比信号。

8、优选的，所述隔离dcdc电路还包括第三输出电容，在供电启动阶段，先控制所述llc谐振变换器断续启动，待所述第三输出电容两端的电压升高至所述车载用电设备的目标电压预设值后，才控制所述llc谐振变换器处于开环定频状态下工作。

9、进一步的，相应于预定的输出电压映射关系，所述预定的输出电压映射关系指示所述二级拓扑电路的输出端的输出电压与时间的关系，其中，输出电压映射关系具有初始电压，所述初始电压小于所述目标电压预设值；若输出端的当前输出电压低于所述输出电压映射关系中相应的目标值，则控制所述llc谐振变换器启动第一数目的占空比周期，若当前输出电压高于所述输出电压映射关系中相应的目标值，则控制所述llc谐振变换器停止第二数目的占空比周期，以使得输出端的输出电压符合所述预定的输出电压映射关系。

10、优选的，所述预定的输出电压映射关系为正比例函数关系。

11、优选的，所述隔离dcdc电路还包括第二桥式电路，用于控制所述llc谐振变换器的工作状态；及

12、在供电启动阶段，在满足冲击电流的安全设计要求的情况下，降低所述第二桥式电路的占空比，以使得所述第三输出电容两端的电压平稳升高至所述车载用电设备的目标电压预设值。

13、另一方面，本发明实施例提供一种车载充电机，用于为车载设备供电，所述车载充电机还能够用于将市电通过二级拓扑电路转化为直流电为电池充电，所述二级拓扑电路包括前级的功率因数校正电路、后级的隔离dcdc电路和母线电容，所述前级的功率因数校正电路包括第一桥式电路，用于将交流电转换为直流电并将该直流电压加载到所述母线电容，所述隔离dcdc电路包括llc谐振变换器，用于转换所述母线电容的电压到目标电压预设值，其特征在于，还包括恒压控制器和第二控制器，其中，

14、所述恒压控制器输出的占空比信号，控制所述第一桥式电路中开关的通断，以稳定母线电容两端的电压在预定的参考值范围内；

15、所述第二控制器，控制所述llc谐振变换器处于开环定频状态下工作，以将所述母线电容两端的电压转换为车载用电设备的目标电压预设值。

16、可选的，所述母线电容为薄膜电容。

17、优选的，所述功率因数校正电路还包括第一电感；

18、所述第一桥式电路包括开关t1、开关t2、开关t3、开关t4；

19、所述第一桥式电路的一相对端经所述第一电感串接后，再跨接到电网中的交流电源的正负极之间，所述第一桥式电路的另一相对端接入到所述母线电容的两端；

20、所述恒压控制器输出的占空比信号用于控制所述开关t1和所述开关t2的通断。

21、优选的，所述隔离dcdc电路包括：第二桥式电路、llc谐振变换器、第三桥式电路和第三输出电容，其中，

22、所述第二桥式电路包括开关t5、开关t6、开关t7、开关t8；

23、所述llc谐振变换器包括由第二电感、第二电容、第一变压器；

24、所述第三桥式电路包括：二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4；

25、所述第二桥式电路的一相对端并联在到所述母线电容的两端，另一相对端并联在所述llc谐振变换器的输入端；

26、所述第三桥式电路的一相对端并联在到所述llc谐振变换器的输出端，另一相对端并联在所述第三输出电容的两端；及

27、所述第三输出电容与所述车载用电设备并联。

28、进一步的，在供电启动阶段，所述第二控制器先控制所述开关t5和所述开关t6的通断，使得所述llc谐振变换器断续启动，待所述第三输出电容两端的电压升高至所述车载用电设备的目标电压预设值后，才控制所述llc谐振变换器处于开环定频状态下工作。

29、通过上述技术方案，在车载充电机用作电压源时，在前级的功率因数校正电路(pfc电路)，通过恒压控制器输出的占空比信号控制第一桥式电路中开关的通断，稳定母线电容两端的电压在预定的参考值范围内，解决了稳定输出电压的需求；同时在后级的隔离dcdc电路，将llc谐振变换器设计为固定频率，从而减小了磁性器件的体积，符合了车载充电机产品的小型化的要求。

30、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。