CN110014886B - 车载充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种车载充电系统,其中当多个充电电路并联连接在输入端和输出端之间时,各个充电电路中的开关电路的操作时序被互锁以最小化输入交流电的波纹。车载充电系统包括:多个充电电路,被配置成各自具有用于通过开关元件的脉冲宽度调制控制来校正交流电输入功率的功率因数的功率因数校正电路部分并且彼此并联连接在AC输入功率的输入端和与待被充电的物体连接的输出端之间;以及控制器,被配置成互锁开关元件以生成用于执行PWM控制的PWM控制信号。

Description

车载充电系统
技术领域
本发明涉及一种车载充电系统。
背景技术
电动车辆或插电式混合动力车辆具有充电器,充电器从外部供电设施接收交流电(AC)功率并且将AC功率转换为直流电(DC)功率以对车辆中的诸如电池的能量存储装置充电。
用于这种车辆的充电器通常包括功率因数校正电路,该功率因数校正电路用于提高AC功率的功率因数;以及DC-DC转换电路,该DC-DC转换电路用于将功率因数校正电路的输出的电压电平转换成作为能量存储装置的电池的充电电压的电平。形成DC链路的电容器可以被设置在功率因数校正电路和DC-DC转换电路的连接端处。此处,通过对开关元件执行脉冲宽度调制(PWM)控制来增加电压电平的升压转换器的拓扑通常可以被应用于功率因数校正电路。
同时,为了减小尺寸并提高输出密度,由上述功率因数校正电路和DC-DC转换电路构成的多个充电器被提供并且彼此并联连接。
在其中多个这样的充电器并联连接的充电系统中,每个充电器的功率因数校正电路中的开关元件被分别控制。由于每个充电器的功率因数校正电路中的开关元件被分别控制,因此受到每个开关元件的开关(switching)影响的充电系统的输入AC的纹波(ripple)由于相互干扰而被放大。进一步地,由于输入AC的波纹被放大,因此生成谐波,使得与失真率相关的性能由于谐波的生成而被降低并且噪声增大。
应当理解的是,对背景技术的前述描述仅是为了促进对本发明的背景技术的理解,并且不应当被解释为承认该描述对应于本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题而已经做出本发明,并且本发明的方面是为了提供一种车载充电系统,其中当多个充电电路并联连接在输入端和输出端之间时,各个充电电路中的开关电路的操作时序被互锁以最小化输入交流电(AC)的波纹。
根据本发明的一个方面,提供一种车载充电系统,包括:多个充电电路,被配置成各自具有用于通过开关元件的脉冲宽度调制(PWM)控制来校正交流电(AC)输入功率的功率因数的功率因数校正电路部分并且彼此并联连接在AC输入功率的输入端和与待被充电的物体连接的输出端之间;以及控制器,被配置成互锁开关元件以生成用于执行PWM控制的PWM控制信号。
此处,当在多个充电电路中被操作成将充电功率提供到输出端的充电电路的数量是n(n是2或更大的整数)时,控制器可以生成顺序地具有“360度/n”的相位差的多个PWM控制信号。
并且,控制器可以包括:电压/电流控制单元,被配置成确定开关元件的占空比,使得通过检测功率因数校正电路部分的输出电压而获得的输出电压感测值符合预定的输出电压命令值;并联充电电路驱动确定单元,被配置成在多个充电电路中确定被操作成将充电功率提供到输出端的充电电路;参考信号生成单元,被配置成生成参考信号,该参考信号是占空比基于由并联充电电路驱动确定单元确定的待被操作的充电电路的数量而被确定的脉冲信号;栅极信号生成单元,被配置成生成多个PWM控制信号,该多个PWM控制信号具有与参考信号的频率相同的频率,具有由电压/电流控制单元确定的占空比,并且与参考信号的一个时间点同步。
并且,栅极信号生成单元可以使PWM控制信号的中心与参考信号的占时(on-duty)的中心、参考信号的上升沿或参考信号的下降沿同步。
根据本发明的另一方面,提供一种车载充电系统,包括:第一充电电路,被配置成具有用于通过第一开关元件的PWM控制来校正AC输入功率的功率因数的功率因数校正电路部分;第二充电电路,被配置成具有用于通过第二开关元件的PWM控制来校正AC输入功率的功率因数的功率因数校正电路部分;第三充电电路,被配置成具有用于通过第三开关元件的PWM控制来校正AC输入功率的功率因数的功率因数校正电路部分;以及控制器,被配置成互锁包括在多个充电电路中的开关元件以生成用于执行PWM控制的PWM控制信号,其中第一充电电路至第三充电电路彼此并联连接在被施加AC输入功率的输入端和与待充电的物体连接的输出端之间。
此处,当在第一充电电路至第三充电电路中被操作成将充电功率提供到输出端的充电电路的数量是3时,控制器可以将顺序地具有120度的相位差的第一PWM控制信号至第三PWM控制信号分别提供到第一开关元件至第三开关元件。
并且,当在第一充电电路至第三充电电路中被操作成将充电功率提供到输出端的充电电路的数量是2时,控制器可以分别将具有180度的相位差的两个PWM控制信号提供到被操作的充电电路中的开关元件。
并且,控制器可以包括:电压/电流控制单元,被配置成确定第一开关元件至第三开关元件的占空比,使得通过检测第一充电电路至第三充电电路中的每一个中的功率因数校正电路部分的输出电压而获得的输出电压感测值符合预定的输出电压命令值;并联充电电路驱动确定单元,被配置成在第一充电电路至第三充电电路中确定被操作成将充电功率提供到输出端的充电电路;参考信号生成单元,被配置成生成参考信号,该参考信号是占空比基于由并联充电电路驱动确定单元确定的待被操作的充电电路被确定的脉冲信号;栅极信号生成单元,被配置成生成多个PWM控制信号,该多个PWM控制信号具有与参考信号的频率相同的频率,具有由电压/电流控制单元确定的占空比,并且与参考信号的占时的中心、参考信号的上升沿或参考信号的下降沿同步。
并且,栅极信号生成单元可以生成占时的中心与参考信号的占时的中心同步的脉冲信号作为第一开关元件的PWM控制信号,可以生成占时的中心与参考信号的下降沿同步的脉冲信号作为第二开关元件的PWM控制信号,并且可以生成占时的中心与参考信号的上升沿同步的脉冲信号作为第三开关元件的PWM控制信号。
并且,当并联充电电路驱动确定单元确定第一充电电路至第三充电电路被操作时,参考信号生成单元可以输出具有预设频率和占空比为2/3的第一参考信号,并且栅极信号生成单元可以生成具有与第一参考信号的频率相同的频率以及由电压/电流控制单元确定的占空比的第一PWM控制信号至第三PWM控制信号,以分别将生成的PWM控制信号提供到第一开关元件至第三开关元件,第一PWM控制信号的占时的中心可以与第一参考信号的占时的中心同步,第二PWM控制信号的占时的中心可以与第一参考信号的下降沿同步,并且第三PWM控制信号的占时的中心可以与第一参考信号的上升沿同步。
并且,当并联充电电路驱动确定单元确定操作第一充电电路和第二充电电路时,参考信号生成单元可以输出具有预设频率、占空比大约为1,并且基本上在一个时间点处呈现上升沿和下降沿的第二参考信号,栅极信号生成单元可以生成具有与第二参考信号的频率相同的频率以及由电压/电流控制单元确定的占空比的第一PWM控制信号和第二PWM控制信号,以分别将生成的PWM控制信号提供到第一开关元件和第二开关元件,第一PWM控制信号的占时的中心可以与第二参考信号的占时的中心同步,并且第二PWM控制信号的占时的中心可以与第二参考信号的下降沿同步。
并且,当并联充电电路驱动确定单元确定第一充电电路和第三充电电路被操作时,参考信号生成单元可以输出具有预设频率、占空比大约为1,并且基本上在一个时间点处呈现上升沿和下降沿的第二参考信号,栅极信号生成单元可以生成具有与第二参考信号的频率相同的频率以及由电压/电流控制单元确定的占空比的第一PWM控制信号和第二PWM控制信号以分别将生成的PWM控制信号提供到第一开关元件和第三开关元件,第一PWM控制信号的占时的中心可以与第二参考信号的占时的中心同步,并且第二PWM控制信号的占时的中心可以与第二参考信号的上升沿同步。
并且,当并联充电电路驱动确定单元确定第二充电电路和第三充电电路被操作时,参考信号生成单元可以输出具有预设频率和占空比为1/2的第三参考信号,栅极信号生成单元可以生成具有与第三参考信号的频率相同的频率以及由电压/电流控制单元确定的占空比的第一PWM控制信号和第二PWM控制信号,以分别将生成的PWM控制信号提供到第二开关元件和第三开关元件,第一PWM控制信号的占时的中心可以与第三参考信号的下降沿同步,并且第二PWM控制信号的占时的中心可以与第三参考信号的上升沿同步。
根据车载充电系统,用于控制包括在彼此并联连接的多个充电电路中的各个开关元件的多个栅极信号可以被生成,以通过均匀分割整个相位而具有相位差,因此由开关元件的开关引起的波纹可以通过该相位差而彼此抵消,使得在输入AC中产生的波纹可以被最小化。由此,可以防止车载充电系统的谐波的生成和由于谐波的生成而导致的与失真率有关的性能的恶化,并且抑制噪声。
附图说明
从结合附图的以下详细描述中,本发明的以上和其它方面、特征和优点将更加显而易见,其中:
图1是示出根据本发明的实施例的车载充电系统的电路图;
图2是示出根据本发明的实施例的车载充电系统的控制器的框图;
图3至图6是示出根据本发明的实施例的包括在车载充电系统中的多个开关元件的操作示例的波形图。
具体实施方式
本发明涉及一种车载充电系统,并且更特别地涉及一种车载充电系统:其中当多个充电电路并联连接在输入端和输出端之间时,各个充电电路中的开关电路的操作时序被互锁以最小化输入交流电(AC)的波纹。
在下文中,将参照附图详细地描述本发明的各个实施例的车载充电系统。
图1是示出根据本发明的实施例的车载充电系统的电路图。
如图1所示,根据本发明的实施例的车载充电系统可以包括多个充电电路10、20和30以及控制器40。
多个充电电路10、20、30中的每一个可以是包括功率因数校正电路部分13、23和33以及公知的直流-直流(DC-DC)转换器15、25和35的类型的充电电路。在本发明的实施例中,多个充电电路10、20和30可以在输入端和输出端之间彼此并联连接。即,输入端的输入交流电(AC)功率VAC可以被共同地施加到多个充电电路10、20和30中的每一个,并且多个充电电路10、20和30中的每一个可以将公共输出电压VO施加到输出端。
虽然图1示出提供三个充电电路10、20和30的示例,但是考虑到各种外围电气规格,充电电路的数量可以不同地改变。
更具体地,将在下文描述每个充电电路的配置。在以下描述中,描述一个充电电路10的示例,但是本发明同样适用于其它充电电路20。
充电电路10可以包括整流电路部分11、功率因数校正电路部分13和DC-DC转换器15。
整流电路部分11可以以由二极管构成的全桥波整流电路的形式实施以对AC输入功率整流。用于平滑待被传输的电功率的平滑电容器C可以进一步被设置在整流电路部分11的后端处。
功率因数校正电路部分13是用于提高从外部供电设施供给的AC功率的功率因数的元件。例如,由电感器L、开关元件QA和二极管D构成的升压转换器的拓扑可以被应用于功率因数校正电路部分13。即,如图1所示,功率因数校正电路部分13可以包括:电感器L,其一端连接到整流电路部分11;二极管D,其阳极连接到电感器的另一端,并且阴极连接到电容器CBS的一端;以及开关元件QA,用于建立/断开电感器L和二极管D的连接端与电容器CBS的另一端之间的电连接。
DC-DC转换器15可以转换从功率因数校正电路部分13输入的功率的电压电平,并且可以输出处于适于对待被充电的电池(未示出)进行充电的电压电平的被转换的电压电平。例如,如图1所示,DC-DC转换器15可以被实施为绝缘DC-DC转换器电路的拓扑,该绝缘DC-DC转换器电路包括用于输入端和输出端之间的电绝缘的变压器。
充电电路20和30还可以被实施为与充电电路10的电路结构基本相同的电路结构。在图1中,附图标记“21”和“31”表示整流电路部分,附图标记“23”和“33”表示功率因数校正电路部分,并且附图标记“25”和“35”表示DC-DC转换器。
控制器40生成用于控制开关元件QA、QB和QC的控制信号PWMA、PWMB和PWMC并且将生成的控制信号提供到开关元件QA、QB和QC,其中开关元件QA、QB和QC被设置在各个充电电路10、20和30的功率因数校正电路部分13、23和33中。例如,控制信号PWMA、PWMB和PWMC是被提供到由场效应晶体管实施的开关元件QA,QB和QC的栅极的栅极信号,并且可以根据控制信号PWMA、PWMB和PWMC的高-低状态来控制开关元件QA、QB和QC的ON/OFF状态。
根据实施例,当存在至少两个被用于提供充电系统的输出的充电电路10、20和30时,控制器40互锁每个充电电路中的开关元件QA、QB和QC的操作,以最小化输入AC中生成的波纹。
图2是详细地示出根据本发明的实施例的车载充电系统的控制器的框图。
参照图2,控制器40可以包括电压控制单元41、电流控制单元43、栅极信号生成单元45、并联充电电路驱动确定单元47和参考信号生成单元49。
电压控制单元41可以接收通过检测各个充电电路10、20和30中的功率因数校正电路部分13、23和33中的每一个的输出电压而获得的输出电压感测值以及可以预先设定或从外部其它控制器输入的输出电压命令值,并且可以输出电流控制值,其中该电流控制值是在功率因数校正电路部分13、23和33中的每一个的电感器L中流动的电流的命令值,以用于减小输出电压感测值与输出电压命令值之间的错误。
电流控制单元42可以将从电压控制单元41输出的电流控制值与通过对在各个充电电路10、20和30中的功率因数校正电路部分13、23和33中的每一个中的电感器L中流动的电流进行检测而获得的电流感测值进行比较,并且可以确定开关元件QA、QB和QC的占空比以消除电流控制值和电流感测值之间的错误。如上所述的电压控制单元41和电流控制单元42可以针对充电电路10、20和30中的每一个被分别设置。
并联充电电路驱动确定单元47可以确定在多个充电电路10、20和30中的用于生成输出功率的充电电路。例如,并联充电电路驱动确定单元47可以考虑到由充电系统充电的电池(未示出)的可充电容量、充电所需的预设时间、充电电路10、20和30中的每一个的操作的累计次数等,来确定待被合适地用于充电的充电电路。作为另一示例,并联充电电路驱动确定单元47可以根据外部的其它控制器的指示或者操作者的设置来在多个充电电路10、20和30中确定待用于充电的充电电路。
参考信号生成单元49输出参考信号,该参考信号是脉冲信号,其占空比基于充电时将被操作的充电电路的数量被确定,而充电时将被操作的充电电路的数量通过并联充电电路驱动确定单元47和操作设置状态被确定。由参考信号生成单元49生成的参考信号可以具有与提供到开关元件QA、QB和QC的栅极的PWM控制信号PWMA、PWMB和PWMC中的每一个的频率相同的频率。
栅极信号生成单元45可以生成PWM控制信号PWMA、PWMB和PWMC,该控制信号的频率与由参考信号生成单元49生成的参考信号的频率相同并具有由电流控制单元42确定的占空比,并且栅极信号生成单元45可以将生成的控制信号提供到开关元件QA、QB和QC的栅极。
在下文中,将参照图3至图6更详细地描述图1所示的根据本发明的实施例的车载充电系统的操作。
图3至图6是示出根据本发明的实施例的包括在车载充电系统中的多个开关元件的操作示例的波形图。更具体地,图3是示出所有三个充电电路10、20和30都被操作的情况的波形图,图4是示出两个充电电路10和20被操作的情况的波形图,图5是示出两个充电电路10和30被操作的情况的波形图,并且图6是示出两个充电电路20和30被操作的情况的波形图。
首先,参照图3,将描述所有三个充电电路10、20和30被操作的示例。在该情况下,并联充电电路驱动确定单元47将具有指示确定操作所有三个充电电路10、20和30的信息的信号传输到参考信号生成单元49,并且参考信号生成单元49响应于传输的信号输出具有预设频率和占空比为2/3(大约66.6%)的参考信号。
接下来,栅极信号生成单元45可以生成作为用于对包括在第一充电电路10中的第一开关元件QA执行PWM控制的信号(栅极信号)的具有与参考信号的频率相同的频率并且具有由电流控制单元43确定的占空比的第一栅极信号PWMA,并且可以使第一栅极信号PWMA的占时的中心与参考信号的占时的中心同步以输出同步的结果。
另外,栅极信号生成单元45可以生成作为用于对包括在第二充电电路20中的第二开关元件QB执行PWM控制的信号(栅极信号)的具有与参考信号的频率相同的频率并且具有由电流控制单元43确定的占空比的第二栅极信号PWMB,并且可以使第二栅极信号PWMB的占时的中心与参考信号的下降沿同步以输出同步的结果。
另外,栅极信号生成单元45可以生成作为用于对包括在第三充电电路30中的第三开关元件QC执行PWM控制的信号(栅极信号)的具有与参考信号的频率相同的频率并且具有由电流控制单元43确定的占空比的第三栅极信号PWMC,并且可以使第三栅极信号PWMC的占时的中心与参考信号的上升沿同步以输出同步的结果。
通过栅极信号生成单元45的这种操作,作为PWM控制信号的栅极信号PWMA、PWMB和PWMC可以被输出以相互具有120度的相位差。以该方式,相位差可以通过根据栅极信号的数量将总相位(360度)除以预定比率而生成,使得由于开关元件QA、QB和QC的开关引起的波纹可以相互抵消,从而最小化在输入AC中生成的波纹。
接下来,将参照图4至图6描述当从彼此并联连接的三个充电电路中选择两个充电电路时,生成用于控制每个充电电路的开关元件的PWM控制信号的示例。
图4示出其中并联充电电路驱动确定单元47确定第一充电电路10和第二充电电路20被操作的情况。此处,并联充电电路驱动确定单元47将具有关于选择的充电电路的信息的信号传输到参考信号生成单元49,并且参考信号生成单元49响应于传输的信号而输出具有预设频率和占空比约为99.9%的参考信号。该参考信号可以基本上对应于为1的占空比,并且可以是具有基本上在相同时间点处的下降沿和上升沿的脉冲信号。
栅极信号生成单元45可以生成作为用于对包括在第一充电电路10中的第一开关元件QA执行PWM控制的信号(栅极信号)的具有与参考信号的频率相同的频率并且具有由电流控制单元43确定的占空比的第一栅极信号PWMA,并且可以使第一栅极信号PWMA的占时的中心与参考信号的占时的中心同步以输出同步的结果。
另外,栅极信号生成单元45可以生成作为用于对包括在第二充电电路20中的第二开关元件QB执行PWM控制的信号(栅极信号)的具有与参考信号的频率相同的频率并且具有由电流控制单元43确定的占空比的第二栅极信号PWMB,并且可以使第二栅极信号PWMB的占时的中心与参考信号的下降沿同步以输出同步的结果。
通过栅极信号生成单元45的这种操作,作为PWM控制信号的栅极信号PWMA和PWMB可以被输出以相互具有180度的相位差。以该方式,相位差可以通过根据栅极信号的数量将总相位(360度)除以预定比率而生成,使得由于开关元件QA和QB的开关引起的波纹可以相互抵消,从而最小化在输入AC中生成的波纹。
图5示出其中并联充电电路驱动确定单元47确定第一充电电路10和第三充电电路30被操作的情况。此处,并联充电电路驱动确定单元47将具有关于选择的充电电路的信息的信号传输到参考信号生成单元49,并且参考信号生成单元49响应于传输的信号而输出具有预设频率和占空比约为99.9%的参考信号。该参考信号可以基本上对应于占空比为1,并且可以是具有基本上同时在一个时间点处的下降沿和上升沿的脉冲信号。
栅极信号生成单元45可以生成作为用于对包括在第一充电电路10中的第一开关元件QA执行PWM控制的信号(栅极信号)的具有与参考信号的频率相同的频率并且具有由电流控制单元43确定的占空比的第一栅极信号PWMA,并且可以使第一栅极信号PWMA的占时的中心与参考信号的占时的中心同步以输出同步的结果。
另外,栅极信号生成单元45可以生成作为用于对包括在第三充电电路30中的第三开关元件QC执行PWM控制的信号(栅极信号)的具有与参考信号的频率相同的频率并且具有由电流控制单元43确定的占空比的第三栅极信号PWMC,并且可以使第三栅极信号PWMC的占时的中心与参考信号的上升沿同步以输出同步的结果。
通过栅极信号生成单元45的这种操作,作为PWM控制信号的栅极信号PWMA和PWMC可以被输出以相互具有180度的相位差。以该方式,相位差可以通过根据栅极信号的数量将总相位(360度)除以预定比率而生成,使得由于开关元件QA和QC的开关引起的波纹可以相互抵消,从而最小化在输入AC中生成的波纹。
图6示出其中并联充电电路驱动确定单元47确定第二充电电路20和第三充电电路30被操作的情况。此处,并联充电电路驱动确定单元47将具有关于选择的充电电路的信息的信号传输到参考信号生成单元49,并且参考信号生成单元49响应于传输的信号而输出具有预设频率和占空比为1/2(50%)的参考信号。
栅极信号生成单元45可以生成作为用于对包括在第二充电电路20中的第二开关元件QB执行PWM控制的信号(栅极信号)的具有与参考信号的频率相同的频率并且具有由电流控制单元43确定的占空比的第二栅极信号PWMB,并且可以使第二栅极信号PWMB的占时的中心与参考信号的下降沿同步以输出同步的结果。
另外,栅极信号生成单元45可以生成作为用于对包括在第三充电电路30中的第三开关元件QC执行PWM控制的信号(栅极信号)的具有与参考信号的频率相同的频率并且具有由电流控制单元43确定的占空比的第三栅极信号PWMC,并且可以使第三栅极信号PWMC的占时的中心与参考信号的上升沿同步以输出同步的结果。
通过栅极信号生成单元45的这种操作,作为PWM控制信号的栅极信号PWMB和PWMC可以被输出以相互具有180度的相位差。以该方式,相位差可以通过根据栅极信号的数量将总相位(360度)除以预定比率而生成,使得由于开关元件QB和QC的开关引起的波纹可以相互抵消,从而最小化在输入AC中生成的波纹。
综上所述,控制器40可以通过根据被操作的充电电路的数量将整个相位除以预定比率,同时根据被操作为输出充电功率的充电电路的数量互锁包括在每个充电电路的功率因数校正电路部分中的开关元件之间的操作来生成相位差。例如,当假设被操作为生成充电功率的充电电路的数量是n(n是2或更大的整数)时,包括在各个充电电路中的开关元件的栅极信号可以被顺序地设置为具有“360度/n”的相位差。
特别地,当提供总共三个充电电路并且充电电路中的两个或更多个执行生成充电功率的操作时,控制器40中的参考信号生成单元49可以根据操作的充电电路的数量输出占空比约为66.6%、99.9%和50%的参考信号,并且可以输出与参考信号的占时的中心、参考信号的上升沿或参考信号的下降沿同步并且具有与参考信号的频率相同的频率的栅极信号。
如上所述,根据本发明的各个实施例的车载充电系统,用于控制包括在彼此并联连接的多个充电电路中的各个开关元件的多个栅极信号可以被生成,以通过均匀分割整个相位而具有相位差,因此由开关元件的开关引起的波纹可以通过该相位差而彼此抵消,使得在输入AC中产生的波纹可以被最小化。
由此,根据本发明的各个实施例,可以防止车载充电系统的谐波的生成和由于谐波的生成而导致的与失真率有关的性能的恶化,并且抑制系统的总体噪声。
虽然已经关于本发明的特定实施例示出并且描述本发明,本文示出和描述的具体实施例的其它变化和修改对于本领域技术人员而言都将在本发明的预期的实质和范围内是显而易见的。

Claims (17)

1.一种车载充电系统,包括:
输入端,交流电输入功率,即AC输入功率被施加到所述输入端;
输出端,待被充电的物体连接到所述输出端;
多个充电电路,被配置成各自具有功率因数校正电路部分,所述功率因数校正电路部分用于通过开关元件的脉冲宽度调制控制,即PWM控制来校正AC功率的功率因数,并且所述多个充电电路彼此并联连接在所述输入端和所述输出端之间;以及
控制器,被配置成生成PWM控制信号以通过互锁所述开关元件来PWM控制所述开关元件,
其中所述控制器包括:
电压/电流控制单元,被配置成确定所述开关元件的占空比,使得通过检测所述功率因数校正电路部分的输出电压而获得的输出电压感测值符合预定的输出电压命令值;
并联充电电路驱动确定单元,被配置成在所述多个充电电路中确定被操作成将充电功率提供到所述输出端的所述充电电路;
参考信号生成单元,被配置成生成参考信号,所述参考信号是占空比基于由所述并联充电电路驱动确定单元确定的待被操作的所述充电电路的数量而被确定的脉冲信号;以及
栅极信号生成单元,被配置成生成所述PWM控制信号,所述PWM控制信号具有与所述参考信号的频率相同的频率,具有由所述电压/电流控制单元确定的占空比,并且通过所述参考信号的一个时间点被同步。
2.根据权利要求1所述的车载充电系统,其中,当在所述多个充电电路中被操作成将充电功率提供到所述输出端的所述充电电路的数量是n时,所述控制器生成顺序地具有“360度/n”的相位差的所述PWM控制信号,所述n为2或更大的整数。
3.根据权利要求1所述的车载充电系统,其中所述栅极信号生成单元使所述PWM控制信号的中心与所述参考信号的占时的中心、所述参考信号的上升沿或所述参考信号的下降沿同步。
4.一种车载充电系统,包括:
第一充电电路,被配置成具有用于通过第一开关元件的PWM控制来校正AC输入功率的功率因数的功率因数校正电路部分;
第二充电电路,被配置成具有用于通过第二开关元件的PWM控制来校正AC输入功率的功率因数的功率因数校正电路部分;
第三充电电路,被配置成具有用于通过第三开关元件的PWM控制来校正AC输入功率的功率因数的功率因数校正电路部分;以及
控制器,被配置成互锁包括在多个充电电路中的开关元件以生成用于执行PWM控制的PWM控制信号,其中
所述第一充电电路至所述第三充电电路彼此并联连接在被施加所述AC输入功率的输入端和连接有待被充电的物体的输出端之间,并且
所述控制器包括:
电压/电流控制单元,被配置成确定所述第一开关元件至所述第三开关元件的占空比,使得通过检测所述第一充电电路至所述第三充电电路中的每一个中的所述功率因数校正电路部分的输出电压而获得的输出电压感测值符合预定的输出电压命令值;
并联充电电路驱动确定单元,被配置成在所述第一充电电路至所述第三充电电路中确定被操作成将充电功率提供到所述输出端的充电电路;
参考信号生成单元,被配置成生成参考信号,所述参考信号是占空比基于由所述并联充电电路驱动确定单元确定的待被操作的充电电路而被确定的脉冲信号;以及
栅极信号生成单元,被配置成生成第一PWM控制信号至第三PWM控制信号,所述PWM控制信号具有与所述参考信号的频率相同的频率,具有由所述电压/电流控制单元确定的占空比,并且与所述参考信号的占时的中心、所述参考信号的上升沿或所述参考信号的下降沿同步。
5.根据权利要求4所述的车载充电系统,其中,当在所述第一充电电路至所述第三充电电路中被操作成将充电功率提供到所述输出端的充电电路的数量是3时,所述控制器将顺序地具有120度的相位差的第一PWM控制信号至第三PWM控制信号分别提供到所述第一开关元件至所述第三开关元件。
6.根据权利要求4所述的车载充电系统,其中,当在所述第一充电电路至所述第三充电电路中被操作成将充电功率提供到所述输出端的充电电路的数量是2时,所述控制器将具有180度的相位差的两个PWM控制信号分别提供到被操作的充电电路中的开关元件。
7.根据权利要求4所述的车载充电系统,其中所述栅极信号生成单元
生成占时的中心与所述参考信号的占时的中心同步的脉冲信号作为所述第一开关元件的所述PWM控制信号,
生成占时的中心与所述参考信号的下降沿同步的脉冲信号作为所述第二开关元件的所述PWM控制信号,以及
生成占时的中心与所述参考信号的上升沿同步的脉冲信号作为所述第三开关元件的所述PWM控制信号。
8.根据权利要求4所述的车载充电系统,其中,当所述并联充电电路驱动确定单元确定操作所述第一充电电路至所述第三充电电路时,所述参考信号生成单元输出具有预设频率和占空比为2/3的第一参考信号,以及
所述栅极信号生成单元生成具有与所述第一参考信号的频率相同的频率以及由所述电压/电流控制单元确定的占空比的所述第一PWM控制信号至所述第三PWM控制信号,以分别将生成的PWM控制信号提供到所述第一开关元件至所述第三开关元件,所述第一PWM控制信号的占时的中心与所述第一参考信号的占时的中心同步,所述第二PWM控制信号的占时的中心与所述第一参考信号的下降沿同步,并且所述第三PWM控制信号的占时的中心与所述第一参考信号的上升沿同步。
9.根据权利要求4所述的车载充电系统,其中,当所述并联充电电路驱动确定单元确定操作所述第一充电电路和所述第二充电电路时,所述参考信号生成单元输出具有预设频率、占空比为1,并且在一个时间点处呈现上升沿和下降沿的第二参考信号,
所述栅极信号生成单元生成具有与所述第二参考信号的频率相同的频率以及由所述电压/电流控制单元确定的占空比的所述第一PWM控制信号和所述第二PWM控制信号,以分别将生成的PWM控制信号提供到所述第一开关元件和所述第二开关元件,所述第一PWM控制信号的占时的中心与所述第二参考信号的占时的中心同步,并且所述第二PWM控制信号的占时的中心与所述第二参考信号的下降沿同步。
10.根据权利要求4所述的车载充电系统,其中,当所述并联充电电路驱动确定单元确定所述第一充电电路和所述第三充电电路被操作时,所述参考信号生成单元输出具有预设频率、占空比为1,并且在一个时间点处呈现上升沿和下降沿的第二参考信号,
所述栅极信号生成单元生成具有与所述第二参考信号的频率相同的频率以及由所述电压/电流控制单元确定的占空比的所述第一PWM控制信号和所述第二PWM控制信号,以分别将生成的PWM控制信号提供到所述第一开关元件和所述第三开关元件,所述第一PWM控制信号的占时的中心与所述第二参考信号的占时的中心同步,并且所述第二PWM控制信号的占时的中心与所述第二参考信号的上升沿同步。
11.根据权利要求4所述的车载充电系统,其中,当所述并联充电电路驱动确定单元确定所述第二充电电路和所述第三充电电路被操作时,所述参考信号生成单元输出具有预设频率和占空比为1/2的第三参考信号,以及
所述栅极信号生成单元生成具有与所述第三参考信号的频率相同的频率以及由所述电压/电流控制单元确定的占空比的所述第一PWM控制信号和所述第二PWM控制信号,以分别将生成的PWM控制信号提供到所述第二开关元件和所述第三开关元件,所述第一PWM控制信号的占时的中心与所述第三参考信号的下降沿同步,并且所述第二PWM控制信号的占时的中心与所述第三参考信号的上升沿同步。
12.一种车载充电系统,包括:
n个充电电路,可操作成将充电功率提供到与待被充电的物体连接的输出端,所述n个充电电路各自具有功率因数校正电路部分,所述功率因数校正电路部分用于通过开关元件的脉冲宽度调制控制,即PWM控制来校正交流电输入功率,即AC输入功率的功率因数,所述n个充电电路彼此并联连接在所述AC输入功率的输入端和所述输出端之间;以及
控制器,被配置成生成PWM控制信号以用于通过互锁所述开关元件来PWM控制所述开关元件,生成的PWM控制信号顺序地具有“360度/n”的相位差,
其中所述控制器包括:
电压/电流控制单元,被配置成确定所述开关元件的占空比,使得通过检测所述功率因数校正电路部分的输出电压而获得的输出电压感测值符合预定的输出电压命令值;
并联充电电路驱动确定单元,被配置成在多个充电电路中确定被操作成将充电功率提供到所述输出端的充电电路,n个可操作的充电电路在所述多个充电电路中,所述多个充电电路包括第一充电电路、第二充电电路和第三充电电路,
参考信号生成单元,被配置成生成参考信号,所述参考信号是占空比基于由所述并联充电电路驱动确定单元确定的待被操作的所述充电电路的数量而被确定的脉冲信号;
栅极信号生成单元,被配置成生成第一PWM控制信号、第二PWM控制信号和第三PWM控制信号,所述第一PWM控制信号、所述第二PWM控制信号和所述第三PWM控制信号具有与所述参考信号的频率相同的频率,具有由所述电压/电流控制单元确定的占空比,并且与所述参考信号的一个时间点同步。
13.根据权利要求12所述的车载充电系统,其中n为2或更大的整数。
14.根据权利要求12所述的车载充电系统,其中所述栅极信号生成单元使所述PWM控制信号的中心与所述参考信号的占时的中心、所述参考信号的上升沿或所述参考信号的下降沿同步。
15.根据权利要求12所述的车载充电系统,其中,当所述并联充电电路驱动确定单元确定操作所述第一充电电路、所述第二充电电路和所述第三充电电路时,所述参考信号生成单元输出具有预设频率和占空比为2/3的第一参考信号,以及
所述栅极信号生成单元生成具有与所述第一参考信号的频率相同的频率以及由所述电压/电流控制单元确定的占空比的所述PWM控制信号,以分别将生成的PWM控制信号提供到所述开关元件,所述第一PWM控制信号的占时的中心与所述第一参考信号的占时的中心同步,所述第二PWM控制信号的占时的中心与所述第一参考信号的下降沿同步,并且所述第三PWM控制信号的占时的中心与所述第一参考信号的上升沿同步。
16.根据权利要求12所述的车载充电系统,其中,当所述并联充电电路驱动确定单元确定操作所述第一充电电路和所述第二充电电路时,所述参考信号生成单元输出具有预设频率、占空比为1,并且在一个时间点处呈现上升沿和下降沿的第二参考信号,
所述栅极信号生成单元生成具有与所述第二参考信号的频率相同的频率以及由所述电压/电流控制单元确定的占空比的所述PWM控制信号,以分别将生成的PWM控制信号提供到第一开关元件和第二开关元件,所述第一PWM控制信号的占时的中心与所述第二参考信号的占时的中心同步,并且所述第二PWM控制信号的占时的中心与所述第二参考信号的下降沿同步。
17.根据权利要求12所述的车载充电系统,其中,当所述并联充电电路驱动确定单元确定操作所述第一充电电路和所述第三充电电路时,所述参考信号生成单元输出具有预设频率、占空比为1,并且在一个时间点处呈现上升沿和下降沿的第二参考信号,
所述栅极信号生成单元生成具有与所述第二参考信号的频率相同的频率以及由所述电压/电流控制单元确定的占空比的所述第一PWM控制信号和所述第二PWM控制信号,以分别将生成的PWM控制信号提供到第一开关元件和第三开关元件,所述第一PWM控制信号的占时的中心与所述第二参考信号的占时的中心同步,并且所述第二PWM控制信号的占时的中心与所述第二参考信号的上升沿同步。
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