一种提升变换效率的AC/DC变换器及其控制方法与流程

本发明涉及汽车充电器，具体地说，涉及一种提升变换效率的ac/dc变换器及其控制方法。

背景技术：

1、汽车充电器是一种专为电动汽车的车用电池充电的设备，是对电池充电时用到的有特定功能的电力转换装置，其包括输入接口、控制单元、低压辅助单元、功率单元、输出端口等部件。

2、功率单元用于将交流电转化为直流电，如cn101728961b中涉及的一种ac/dc变换器，包括前级的pfc电路和后级的dc/dc变换器，特征是pfc电路是带中点箝位的pfc电路，dc/dc变换器是带同步整流的llc变换器。该ac/dc变换器能够实现输入的pfc功能，使输入电流跟随输入电压，输出所需的电压，但目前对汽车充电器的充电效率要求越来越高，为了跟上电动汽车的发展步伐，以有效推动电动汽车的普及，这些ac/dc转换系统需要在前端使用三相pfc拓扑结构，以高效且有效地提供10kw以上的功率，因此以上述ac/dc变换器为例，其在用于汽车充电时需要增设额外的三相pfc拓扑结构，结构较为臃肿且这种两级式的电路结构的变换效率也不理想。

3、为了对三相pfc拓扑结构以及ac/dc变换器进行整合，同时实现三相pfc和隔离变换功能，提高变换效率，提出一种提升变换效率的ac/dc变换器及其控制方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种提升变换效率的ac/dc变换器及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明目的之一在于，提供了一种提升变换效率的ac/dc变换器，包括三相接入模块、高频动作单元、高频整流单元和三相输出模块，所述高频动作单元包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，所述高频整流单元包括第一整流模块和第二整流模块，所述三相接入模块接所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第三桥臂和所述第一整流模块，所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第三桥臂和所述第一整流模块接所述三相输出模块，所述三相输出模块接所述第二整理模块；

3、电源经所述三相接入模块引入后，通过所述高频动作单元、所述高频整流单元处理后由所述三相输出模块进行输出，其中，通过所述高频动作单元的三个起始发波的相位相差120°的桥臂对对输入电流进行精确调节，并通过所述第一整流模块和第二整流模块实现隔离变换。

4、作为本技术方案的进一步改进，所述三相接入模块包括电感la、lb、lc，所述电感la接电容c7并接a点，所述电感lb接电容c6并接b点，所述电感lc接电容c5并接c点。

5、作为本技术方案的进一步改进，所述第一桥臂包括mos管s7、s8、s9、s10、s11、s12，

6、所述mos管s7、s9、s11均接a点；

7、所述mos管s7另一端接所述mos管s8，所述mos管s8接d点；

8、所述mos管s9另一端接所述mos管s10，所述mos管s10接h点；

9、所述mos管s11另一端接所述mos管s12，所述mos管s12接k点。

10、作为本技术方案的进一步改进，所述第二桥臂包括mos管s13、s14、s15、s16、s17、s18，

11、所述mos管s13、s15、s17均接b点；

12、所述mos管s13另一端接所述mos管s14，所述mos管s14接f点；

13、所述mos管s15另一端接所述mos管s16，所述mos管s16接j点；

14、所述mos管s17另一端接所述mos管s18，所述mos管s18接l点。

15、作为本技术方案的进一步改进，所述第三桥臂包括mos管s19、s20、s21、s22、s23、s24；

16、所述mos管s19另一端接所述mos管s20，所述mos管s20接f点；

17、所述mos管s21另一端接所述mos管s22，所述mos管s22接j点；

18、所述mos管s23另一端接所述mos管s24，所述mos管s24接l点。

19、作为本技术方案的进一步改进，所述第一整流模块包括二极管d1、d2、d3、d4、d5、d6以及mos管s1、s2、s3、s4、s5、s6，其中，

20、所述二极管d1负极端接所述二极管d3负极端、所述二极管d5负极端并接所述mos管s1、s2、s3，所述二极管d1正极端接所述二极管d2负极端并接a点，所述二极管d2正极端接所述二极管d4正极端、所述二极管d6正极端并接所述mos管s4、s5、s6；

21、所述二极管d3正极端接所述二极管d4负极端并接b点；

22、所述二极管d5正极端接所述二极管d6负极端并接c点；

23、所述mos管s1另一端接所述mos管s4另一端并接d、e、f、g点；

24、所述mos管s2另一端接所述mos管s5另一端并接h、i、j、m点；

25、所述mos管s3另一端接所述mos管s6另一端并接k、l、n、o点。

26、作为本技术方案的进一步改进，所述三相输出模块包括变压器t1、t2、t3，其中，

27、所述变压器t1主绕组一端接电感l1，所述电感l1接电容c1，所述电容c1接g点，所述变压器t1副绕组一端接p点；

28、所述变压器t2主绕组一端接电感l2，所述电感l2接电容c2，所述电容c2接m点，所述变压器t2副绕组一端接q点；

29、所述变压器t3主绕组一端接电感l3，所述电感l3接电容c3，所述电容c3接o点，所述变压器t2副绕组一端接r点；

30、所述变压器t2的主绕组另一端、t3的主绕组另一端均接所述变压器t1的主绕组另一端，所述变压器t2的副绕组另一端、t3的副绕组另一端均接所述变压器t1的副绕组另一端。

31、作为本技术方案的进一步改进，所述第二整流模块包括二极管d7、d8、d9、d10、d11、d12、电容c4以及负载电阻r1，其中，

32、所述二极管d7负极端接所述二极管d8负极端、所述二极管d9负极端并接所述电容c4、所述负载电阻r1，所述二极管d7正极端接所述二极管d10负极端并接r点；

33、所述二极管d10正极端接所述二极管d11正极端、所述二极管d12正极端并接所述电容c4另一端、所述负载电阻r1另一端；

34、所述二极管d8正极端接所述二极管d11负极端并接q点；

35、所述二极管d9正极端接所述二极管d12负极端并接p点。

36、本发明目的之二在于，还提供了一种使用上述的一种提升变换效率的ac/dc变换器进行变换的控制方法，包括以下步骤：

37、s1、当ua>ub>uc且upy>uyn时，通过调节mos管s14、s16、s18占空比的大小调节流入y点电流的大小；

38、s2、当ua>ub>uc且uyn>upy时，通过调节mos管s13、s15、s17占空比的大小调节流出y点电流的大小。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果：

40、该提升变换效率的ac/dc变换器及其控制方法中，采用高频开关管代替swiss整流器中的低频选择开关，并通过三相整流加三相t型交错的llc变换拓扑，可同时实现三相pfc和dcdc的隔离变换，从而提高汽车充电时的变换效率。