電池充電系統技術方案

在本發明專利技術的一個方案中，電池充電系統具有：第一整流器，適于將其輸入端處的交流電壓轉換成其輸出端處的第一直流電壓；功率因數校正(PFC)電路，耦接至所述第一整流器，用于校正所述電池充電系統的功率因數并輸出第二直流電壓；第一電源轉換器，耦接至所述PFC電路，用于將所述第二直流電壓轉換成第三直流電壓；第二電源轉換器，耦接至所述第一電源轉換器，用于將所述第三直流電壓轉換成將被傳送給電池的第四直流電壓；以及第一控制器，適于感測所述第二電源轉換器的輸出端處的所述第四直流電壓，以將所述第二電源轉換器調節為使所述第四直流電壓保持在預定值。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種電池充電系統,尤其涉及一種三級(three-stage)電池充電系統。
技術介紹
眾所周知，礦物燃料被廣泛地用 在傳統汽車中來產生動力。然而，礦物燃料的來源非常有限。此外，礦物燃料的使用已經導致了越來越嚴重的環境污染。近來，電動車輛與插電式混合動力電動車輛(plug-in hybrid electric vehicle)已經被研究和開發出來。電動車輛與插電式混合動力電動車輛使用電動機來生成動力。電動車輛或插電式混合動力電動車輛具有內置電池，作為用于提供動力的穩定能源。并且，需要高效、高穩定性以及高安全性的充電系統來對電池充電。因此，在已有技術中存在迄今未解決的需求，用于解決上述缺陷和不足。
技術實現思路
在一個方案中,本專利技術涉及一種電池充電系統。在一個實施例中，電池充電系統包括第一整流器，其適于將其輸入端處的交流(AC)電壓轉換成其輸出端處的第一直流(DC)電壓；以及功率因數校正(PFC)電路，其具有一輸入端和一輸出端，所述PFC電路的輸入端耦接至所述第一整流器的輸出端，其中所述PFC電路適于校正所述電池充電系統的功率因數并在其輸出處輸出第二 DC電壓。在一個實施例中，所述PFC電路具有兩個彼此線路交錯連接(interleave)的升壓斬波(Boost)轉換器。所述電池充電系統還包括第一電源轉換器，其具有一輸入端和一輸出端，所述第一電源轉換器的輸入端耦接至所述PFC電路的輸出端；以及第二電源轉換器，其具有一輸入端和一輸出端，所述第二電源轉換器的輸入端耦接至所述第一電源轉換器的輸出端。所述第一電源轉換器適于將所述第二 DC電壓轉換成其輸出端處的第三DC電壓。在一個實施例中，所述第一電源轉換器被配置為將其輸出端與其輸入端相隔離。在一個實施例中，所述第一電源轉換器具有變壓器，所述變壓器具有至少一個初級繞組和至少一個次級繞組，其中所述變壓器的至少一個初級繞組包括兩個或多個彼此串聯連接的初級繞組，并且所述變壓器的至少一個次級繞組包括兩個或多個彼此串聯連接的次級繞組。所述第一電源轉換器具有耦接至所述第一電源轉換器的輸入端的橋式電路，其中所述橋式電路為全橋電路。此外，所述第一電源轉換器具有耦接至所述橋式電路和所述變壓器的至少一個初級繞組的諧振回路，其中所述諧振回路包括彼此串聯連接的電感器和電容器。此外，所述第一電源轉換器具有耦接至所述變壓器的至少一個次級繞組和所述第一電源轉換器的輸出端的第二整流器。此外，所述第一電源轉換器包括第二控制器，所述第二控制器適于感測所述變壓器的至少一個初級繞組處的電壓，以調節所述第一電源轉換器的輸出。另外，所述第一電源轉換器可包括第二控制器，所述第二控制器適于感測所述第一電源轉換器的輸入電壓和輸出電壓，以調節所述第一電源轉換器的輸出。所述第二電源轉換器適于將所述第三DC電壓轉換成其輸出端處的將被傳送給電池的第四DC電壓。在一個實施例中，所述第二電源轉換器為Buck轉換器，其中所述Buck轉換器包括兩個彼此線路交錯連接的Buck轉換器。此外，所述電池充電系統包括第一控制器，所述第一控制器適于感測所述第二電源轉換器的輸出端處的所述第四DC電壓，以將所述第二電源轉換器調節為使所述第四DC電壓保持在預定值。在一個實施例中，所述第一控制器還適于感測所述電池充電系統的環境溫度，以保護所述電池充電系統。在一個實施例中，所述電池充電系統還可具有耦接至所述PFC電路的輸出端的第一儲能電容器。在另一個實施例中，所述電池充電系統還可具有耦接至所述第一電源轉換器的輸出端的第二儲能電容器。在本專利技術的另一個方案中，一種電池充電系統包括第一整流器，其適于將其輸入 端處的AC電壓轉換成其輸出端處的第一 DC電壓；功率因數校正(PFC)電路，其具有輸入端和輸出端，所述PFC電路的輸入端耦接至所述第一整流器的輸出端，其中所述PFC電路適于校正所述電池充電系統的功率因數并在其輸出端處輸出第二 DC電壓；第一電源轉換器，其具有輸入端和輸出端，所述第一電源轉換器的輸入端耦接至所述PFC電路的輸出端，其中所述第一電源轉換器適于將所述第二 DC電壓轉換成其輸出端處的第三DC電壓，并包括(i)耦接至所述第一電源轉換器的輸入端的橋式電路，( )具有至少一個初級繞組和至少一個次級繞組的變壓器，(iii)耦接至所述橋式電路和所述變壓器的至少一個初級繞組的諧振回路，(iv)耦接至所述變壓器的至少一個次級繞組和所述變壓器的輸出的第二整流器；第二電源轉換器，其具有輸入端和輸出端，所述第二電源轉換器的輸入端耦接至所述第一電源轉換器的輸出端，其中所述第二電源轉換器適于將所述第三DC電壓轉換成其輸出端處的將被傳送給電池的第四DC電壓；以及第一控制器，適于感測所述第二電源轉換器的輸出端處的所述第四DC電壓，以將所述第二電源轉換器調節為使所述第四DC電壓保持在預定值。在一個實施例中，所述第一控制器還適于感測所述電池充電系統的環境溫度，以保護所述電池充電系統。在一個實施例中，所述第一電源轉換器還具有第二控制器，所述第二控制器適于感測所述變壓器的至少一個初級繞組處的電壓，以調節所述第一電源轉換器的輸出。在另一個實施例中，所述第一電源轉換器還具有第二控制器，所述第二控制器適于感測所述第一電源轉換器的輸入端電壓和輸出端電壓，以調節所述第一電源轉換器的輸出。在一個實施例中，所述第二電源轉換器為Buck轉換器，其中所述Buck轉換器包括兩個彼此線路交錯連接的Buck轉換器。在一個實施例中，所述第一整流器包含用于濾除并抑制電磁干擾的電路。盡管在不背離本專利技術的新穎性概念的精神和范圍可實現其中的變型和修正，但從結合如下附圖的如下優選實施例的描述中，本專利技術的這些和其它方案將變得顯而易見。附圖說明附圖示出了本專利技術的一個或多個實施例，與書面描述一起，用來說明本專利技術的原理。如有可能的話，在附圖中通篇使用相同的附圖標記來指代實施例的相同或類似的元件，并且其中圖I示出根據本專利技術一個實施例的電池充電系統的方框圖；圖2示出根據本專利技術另一個實施例的電池充電系統的方框圖；圖3示出根據本專利技術一個實施例的、圖2中所示的電池充電系統中所使用的功率因數校正(PFC)電路的電路圖；圖4示出根據本專利技術一個實施例的、圖2中所示的電池充電系統中所使用的諧振DC電源轉換器的電路圖；圖5示出根據本專利技術另一個實施例的、圖2中所示的電池充電系統中所使用的半調節式諧振DC電源轉換器的電路圖； 圖6示出根據本專利技術再一個實施例的、圖2中所示的電池充電系統中所使用的調節式諧振DC電源轉換器的電路圖；以及圖7示出根據本專利技術一個實施例的、圖2中所示的電池充電系統中所使用的包括控制器的Buck電源轉換器的電路圖。具體實施例方式現將參考附圖(其中示出了本專利技術的示例實施例)在下文中更全面地描述本專利技術。然而，可以由多種不同形式來實施本專利技術，并且本專利技術不應被解釋為限于本文所提出的實施例。更確切地說，提供這些實施例，從而本披露內容將為深入的和完整的，并且將向本領域普通技術人員全面地傳達本專利技術的范圍。類似的附圖標記通篇指代類似的元件。本文所使用的術語僅是為了描述特定實施例，而非傾向于作為本專利技術的限制。如在本文所使用的，除非文中清楚地另有表示，單數形式“一個”、“一”以及“該”也傾向于包含復數形式。還應理解到，當在本文使用術語本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電池充電系統，包括：(a)第一整流器，其適于將其輸入端處的交流電壓轉換成其輸出端處的第一直流電壓；(b)功率因數校正電路，即PFC電路，其具有一輸入端和一輸出端，所述PFC電路的輸入端耦接至所述第一整流器的輸出端，其中所述PFC電路適于校正所述電池充電系統的功率因數并在其輸出端處輸出第二直流電壓；(c)第一電源轉換器，其具有一輸入端和一輸出端，所述第一電源轉換器的輸入端耦接至所述PFC電路的輸出端，其中所述第一電源轉換器適于將所述第二直流電壓轉換成其輸出端處的第三直流電壓；(d)第二電源轉換器，其具有一輸入端和一輸出端，所述第二電源轉換器的輸入端耦接至所述第一電源轉換器的輸出端，其中所述第二電源轉換器適于將所述第三直流電壓轉換成其輸出端處的將被傳送給電池的第四直流電壓；以及(e)第一控制器，其適于感測所述第二電源轉換器的輸出端處的所述第四直流電壓，以將所述第二電源轉換器調節為使所述第四直流電壓保持在預定值。

【技術特征摘要】
1.一種電池充電系統,包括 (a)第一整流器,其適于將其輸入端處的交流電壓轉換成其輸出端處的第一直流電壓； (b)功率因數校正電路，即PFC電路，其具有一輸入端和一輸出端，所述PFC電路的輸入端耦接至所述第一整流器的輸出端，其中所述PFC電路適于校正所述電池充電系統的功率因數并在其輸出端處輸出第二直流電壓； (C)第一電源轉換器,其具有一輸入端和一輸出端,所述第一電源轉換器的輸入端I禹接至所述PFC電路的輸出端，其中所述第一電源轉換器適于將所述第二直流電壓轉換成其輸出端處的第三直流電壓； (d)第二電源轉換器，其具有一輸入端和一輸出端，所述第二電源轉換器的輸入端耦接至所述第一電源轉換器的輸出端，其中所述第二電源轉換器適于將所述第三直流電壓轉換成其輸出端處的將被傳送給電池的第四直流電壓；以及 (e)第一控制器，其適于感測所述第二電源轉換器的輸出端處的所述第四直流電壓，以將所述第二電源轉換器調節為使所述第四直流電壓保持在預定值。2.根據權利要求I所述的電池充電系統，其中所述第一控制器還適于感測所述電池充電系統的環境溫度，以保護所述電池充電系統。3.根據權利要求I所述的電池充電系統，其中所述第二電源轉換器為降壓斬波轉換器。4.根據權利要求3所述的電池充電系統，其中所述降壓斬波轉換器包括兩個彼此線路交錯連接的降壓斬波轉換器。5.根據權利要求I所述的電池充電系統，其中將所述第一電源轉換器將其輸出端與其輸入端相隔離。6.根據權利要求5所述的電池充電系統，其中所述第一電源轉換器包括具有至少一個初級繞組和至少一個次級繞組的變壓器。7.根據權利要求6所述的電池充電系統，其中所述變壓器的至少一個初級繞組包括兩個或多個彼此串聯連接的初級繞組，以及所述變壓器的至少一個次級繞組包括兩個或多個彼此串聯連接的次級繞組。8.根據權利要求6所述的電池充電系統，其中所述第一電源轉換器還包括橋式電路，所述橋式電路耦接至所述第一電源轉換器的輸入端。9.根據權利要求8所述的電池充電系統，其中所述橋式電路為全橋電路。10.根據權利要求8所述的電池充電系統，其中所述第一電源轉換器還包括諧振回路，所述諧振回路耦接至所述橋式電路和所述變壓器的所述至少一個初級繞組。11.根據權利要求10所述的電池充電系統，其中所述諧振回路包括彼此串聯連接的電感器和電容器。12.根據權利要求6所述的電池充電系統，其中所述第一電源轉換器還包括第二整流器，所述第二整流器耦接至所述變壓器的所述至少一個次級繞組和所述第一電源轉換器的輸出端。13.根據權利要求6所述的電池充電系統，其中所述第一電源轉換器還包括第二控制器，所述第二控制器適于感測所述變壓器的所述至少一個初級繞組處的電壓，以調節所述第一電源轉換器的輸出端。14.根據權利要求6所述的電池充電系統，其中所述第一電源轉換器還包括第二控制器，所述第二控...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉鋼，章進法，
申請(專利權)人：臺達電子企業管理上海有限公司，
類型：發明
國別省市：