CN114614676A - 一种转换电路及充电装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种转换电路及充电装置,涉及电子技术领域。该转换电路包括两组并联的原边转换电路、两组并联的副边转换电路、第三副边转换电路、第一变压器、第二变压器、和第三变压器;其中,两组并联的原边转换电路中的每组原边转换电路与第一变压器的原边和第二变压器的原边一一对应连接,两组并联的副边转换电路中的每组副边转换电路与第一变压器的副边和第二变压器的副边一一对应连接;两组并联的原边转换电路包括第一输入端和第二输入端或者两组并联的副边转换电路包括第一输入端和第二输入端;通过将第一输入端和第二输入端分别与第三变压器的原边连接,使得第三变压器无需设置原边转换电路,可以有效降低电路的复杂度,从而降低电路成本。

Description

一种转换电路及充电装置
技术领域
本申请涉及电子技术领域,尤其涉及一种转换电路及充电装置。
背景技术
随着电动汽车技术的不断发展和普及,以及不同国家和地区的电网发展现状,用户对充放电电压的匹配提出更高要求。电动汽车中设置有车载充电机(on board charger,OBC)和动力电池。其中,OBC可以接收充电桩提供的充电电能,并对充电电能的电压进行转换,使得转换后的充电电能的电压可以与动力电池适配,动力电池进而可以基于经OBC转换后的充电电能,为电动汽车行驶提供能量来源。
当前OBC的电路结构一般使用交流、高压直流和低压直流的三端口网络,以兼容车载直流电源变换为直流电源(direct current to direct current,DC/DC)变换器的功能。如图1中示出了一种OBC电路的结构,该OBC电路包括车载充电模块和车载DC/DC变换器,车载充电模块的一端连接交流电(alternating current,AC)终端,另一端连接高压直流源(即动力电池);车载DC/DC变换器的一端连接在车载充电模块与高压直流源之间,车载DC/DC变换器的另一端连接低压直流源(低压蓄电池)。其中,车载充电模块包括第一电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)滤波器、交流电源变换为直流电源(alternatingcurrent to direct current,AC/DC)变换器、第一DC/DC变换器及第二EMI滤波器,车载DC/DC变换器包括第四EMI滤波器、第二DC/DC变换器及第三EMI滤波器。
因此,AC终端通过车载充电模块和车载DC/DC变换器为低压蓄电池充电时,AC终端需要通过第一EMI滤波器、AC/DC变换器、第一DC/DC变换器、第二EMI滤波器、第四EMI滤波器、第二DC/DC变换器及第三EMI滤波器,才能实现为低压蓄电池充电;如此,由于OBC电路的结构复杂,需要经过多个中间环节,使得OBC的转换效率较低。
以及,动力电池通过车载DC/DC变换器为低压蓄电池充电时,动力电池需要通过第四EMI滤波器、第二DC/DC变换器及第三EMI滤波器为低压蓄电池充电;其中,动力电池的电压范围较大,第二DC/DC变换器通过宽输入范围的DC/DC变换器实现或者通过预调整变换器和窄输入范围的DC/DC变换器两级电路来实现,使得OBC电路的结构更加复杂,成本较高,且转换效率较低。
综上所述,现有OBC的电路结构较复杂、成本较高,且转换效率较低。因此,如何降低OBC电路的复杂度,降低电路成本,是亟需解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种转换电路,用以降低转换电路的电路复杂度,减小电路体积,以及降低转换电路的成本。
第一方面,本申请实施例提供一种转换电路,该转换电路包括第一原边转换电路、第二原边转换电路、第一副边转换电路、第二副边转换电路、第三副边转换电路、第一变压器、第二变压器、和第三变压器;其中,第一原边转换电路与第二原边转换电路并联,第一副边转换电路与第二副边转换电路并联;第一原边转换电路与第一变压器的原边连接,第一副边转换电路与第一变压器的副边连接;第二原边转换电路与第二变压器的原边连接,第二副边转换电路与第二变压器的副边连接;进一步的,第一原边转换电路包括第一输入端,进而第一原边转换电路可以为第一输入端提供第一电位,第二原边转换电路包括第二输入端,进而第二原边转换电路可以为第二输入端提供第二电位;或者,第一副边转换电路包括第一输入端,进而第一副边转换电路可以为第一输入端提供第一电位,第二副边转换电路包括第二输入端,进而第二副边转换电路可以为第二输入端提供第二电位;其中,第一输入端和第二输入端分别与第三变压器的原边连接,第三副边转换电路与第三变压器的副边连接,进而第三变压器可以从第一输入端获取第一电位,以及从第二输入端获取第二电位。
在本申请实施例中,通过将两组并联的原边转换电路中的每组原边转换电路与第一变压器的原边和第二变压器的原边一一对应连接,两组并联的副边转换电路中的每组副边转换电路与第一变压器的副边和第二变压器的副边一一对应连接,可以有效提升转换电路的转换效率;以及将第三变压器的原边转换电路复用两组并联的原边转换电路或两组并联的副边转换电路,使得第三变压器无需设置原边转换电路,可以有效降低电路的复杂度,减小转换电路的体积,从而降低电路成本。
在一种可能的设计中,上述转换电路还包括控制器,该控制器可以用于调节第一电位和第二电位之间的电压相位差,以调节第三副边转换电路输出的第三电压V3的大小。在该设计中,由于第三变压器的原边转换电路复用两组并联的原边转换电路或两组并联的副边转换电路中的第一输入端和第二输入端,控制器只需调节第一输入端对应的第一电位与第二输入端对应的第二电位之间的电压相位差,就可以调节第三副边转换电路输出的第三电压V3的大小。
需要说明的是,第一输入端和第二输入端有多种实现方式,包括但不限于以下方式:
方式1,在第一原边转换电路包括第一输入端,以及第二原边转换电路包括第二输入端时:第一原边转换电路包括并联的第一桥臂和第二桥臂,第二原边转换电路包括并联的第三桥臂和第四桥臂;第一输入端为第一桥臂的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,第二输入端为第三桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点;或者,第一输入端为第二桥臂的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,第二输入端为第四桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点。
在方式1中,第一原边转换电路和第二原边转换电路通过全桥拓扑结构实现,使得第一输入端和第二输入端的设置较为灵活,有助于转换电路的实现。
方式2,在第一原边转换电路包括第一输入端,以及第二原边转换电路包括第二输入端时:第一原边转换电路包括第一桥臂,第二原边转换电路包括第二桥臂;第一输入端为第一桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,第二输入端为第二桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点。
在方式2中,第一原边转换电路和第二原边转换电路通过半桥拓扑结构实现,所需的功率管(即桥臂开关)数量较少,进一步降低了电路的复杂度,从而有效降低电路成本。
方式3,在第一副边转换电路包括第一输入端,以及第二副边转换电路包括第二输入端时:第一副边转换电路包括并联的第五桥臂和第六桥臂,第二副边转换电路包括并联的第七桥臂和第八桥臂;第一输入端为第五桥臂的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,第二输入端为第七桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点;或者,第一输入端为第六桥臂的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,第二输入端为第八桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点。
在方式3中,第一副边转换电路和第二副边转换电路通过全桥拓扑结构实现,进而使得第一输入端和第二输入端的设置较为灵活,有助于转换电路的实现。
方式4,在第一副边转换电路包括第一输入端,以及第二副边转换电路包括第二输入端时:第一副边转换电路包括第五桥臂,第二副边转换电路包括第六桥臂;第一输入端为第五桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,第二输入端为第六桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点。
在方式4中,第一副边转换电路和第二副边转换电路通过半桥拓扑结构实现,所需的功率管(即桥臂开关)数量较少,进一步降低了电路的复杂度,从而有效降低电路成本。
可以理解的是,本申请实施例中,两组并联的原边转换电路与两组并联的副边转换电路的区别在于,两组并联的原边转换电路连接所述转换电路的交流侧,两组并联的副边转换电路连接所述转换电路的直流侧。相应的,本申请实施例中“转换电路的正向工作模式”可以理解为第一原边转换电路向第一变压器提供电能,以及第二原边转换电路向第二变压器提供电能的工作模式;本申请实施例中“转换电路的反向工作模式”可以理解为第一副边转换电路向第一变压器提供电能,以及第二副边转换电路向第二变压器提供电能的工作模式。
对于在转换电路的正向工作模式,在一种可能的设计中,控制器可以用于控制第一原边转换电路向第一变压器输出第四电压,以及控制第二原边转换电路向第二变压器输出第五电压,以通过第一副边转换电路和第二副边转换电路并联的输出端输出第二电压V2。
可以理解的是,控制器控制第一原边转换电路向第一变压器输出第四电压,以及控制第二原边转换电路向第二变压器输出第五电压的过程,可以通过对第一原边转换电路和第二原边转换电路中的功率开关管的频率、占空比、或移相角中的任一项进行调节实现。
可以理解的是,控制器在控制第一原边转换电路向第一变压器输出第四电压的过程中,以及控制第二原边转换电路向第二变压器输出第五电压的过程中,可以对第一副边转换电路和第二副边转换电路进行控制,例如控制第一副边转换电路和第二副边转换电路进行整流,或者控制第一副边转换电路和第二副边转换电路的占空比、频率或移相角中的至少一项。
在一种可能的设计中,控制器具体用于:在控制第一原边转换电路向第一变压器输出第四电压的过程中,控制第一副边转换电路对第四电压进行整流;以及,在控制第二原边转换电路向第二变压器输出第五电压的过程中,控制第二副边转换电路对第五电压进行整流,以通过第一副边转换电路和第二副边转换电路并联的输出端输出第二电压V2。在该设计中,控制器在控制第一原边转换电路和第二原边转换电路的过程中,控制第一原边转换电路和第二原边转换电路进行整流,可以有效减少功率损耗。
在另一种可能的设计中,控制器具体用于:在基于第一预设信号控制第一原边转换电路和第二原边转换电路的过程中,基于第二预设控制信号控制第一副边转换电路和第二副边转换电路,进而控制器可以通过控制第一预设信号和第二预设信号之间的时序差Φ的超前或滞后,来控制第一副边转换电路和第二副边转换电路并联的输出端输出第二电压V2。例如,控制时序差Φ超前可增大第二电压V2;控制时序差Φ滞后可减小第二电压V2。在该设计中,通过对两组原边转换电路和两组副边转换电路进行控制,使得对两组副边转换电路的控制更加灵活。
对于在转换电路的反向工作模式,在一种可能的设计中,控制器还用于控制第一副边转换电路向第一变压器输出第六电压,以及控制第二副边转换电路向第二变压器输出第七电压,以通过第一原边转换电路和第二原边转换电路并联的输出端输出第一电压V1。
可以理解的是,控制器在控制第一副边转换电路向第一变压器输出第六电压的过程中,以及控制第二副边转换电路向第二变压器输出第七电压的过程中,可以通过对第一副边转换电路和第二副边转换电路中的功率开关管的频率、占空比、或移相角中的任一项进行调节实现。
可以理解的是,控制器在控制第一副边转换电路向第一变压器输出第六电压的过程中,以及,控制器在控制第二副边转换电路向第二变压器输出第七电压的过程中,可以对第一原边转换电路和第二原边转换电路进行控制,例如控制第一原边转换电路和第二原边转换电路进行整流,或者控制第一原边转换电路和第二原边转换电路的占空比、频率或移相角中的至少一项。
在一种可能的设计中,控制器具体用于:在控制第一副边转换电路向第一变压器输出第六电压的过程中,控制第一原边转换电路对第六电压进行整流;以及,在控制第二副边转换电路向第二变压器输出第七电压的过程中,控制第二原边转换电路对第七电压进行整流,以通过第一原边转换电路和第二原边转换电路并联的输出端输出第一电压V1。在该设计中,控制器在控制第一副边转换电路和第二副边转换电路的过程中,控制第一副边转换电路和第二副边转换电路进行整流,可以有效减少功率损耗。
在另一种可能的设计中,控制器具体用于:在基于第三预设信号控制第一副边转换电路和第二副边转换电路的过程中,基于第四预设控制信号控制第一原边转换电路和第二原边转换电路,进而控制器可以通过控制第三预设信号和第四预设信号之间的时序差Φ的超前或滞后,来控制第一原边转换电路和第二原边转换电路并联的输出端输出第一电压V1。例如,控制时序差Φ超前可增大第二电压V2;控制时序差Φ滞后可减小第一电压V1。在该设计中,通过对两组原边转换电路和两组副边转换电路进行控制,使得对两组原边转换电路的控制更加灵活。
在一种可能的设计中,上述转换电路还包括第一电容Cr和第一电感Lr;第一电容Cr与第一电感Lr形成的支路连接在第一输入端与第三变压器的原边之间;或者,第一电容Cr连接在第一输入端与第三变压器的原边的第一端之间,第一电感Lr连接在第二输入端与第三变压器的原边的第二端之间。
在该设计中,针对第一输入端和第二输入端与第三变压器的原边设计了多种连接方式,提升了转换电路设计的灵活性,有助于电路实现。
第二方面,本申请实施例还提供了一种充电装置。示例性的,该装置包括第一电磁干扰EMI滤波器、AC/DC变换器、以及如上述第一方面以及第一方面可能的设计中任一项的转换电路;其中,所述转换电路包括第一端口、第二端口和第三端口;第一端口用于通过第一EMI滤波器和AC/DC变换器与交流AC终端连接,第二端口用于连接高压直流源或高压负载,第三端口用于连接低压直流源或低压负载。其中,高压负载例如可以是电动机或空调压缩机。
可选的,充电装置可以是车载充电机或手机充电装置。
第三方面,本申请实施例还提供了一种放电装置。示例性的,该装置包括第一电磁干扰EMI滤波器、AC/DC变换器、以及如上述第一方面以及第一方面可能的设计中任一项所述的转换电路;其中,所述转换电路包括第一端口、第二端口和第三端口;第一端口用于通过第一EMI滤波器和AC/DC变换器与交流负载连接,第二端口用于连接高压直流源或高压负载,第三端口用于连接低压负载或低压直流源。
可选的,放电装置可以是车载充电机。
第四方面,本申请实施例还提供了一种汽车,该汽车包括如第三方面所述的充电装置或放电装置。
上述第二方面及第四方面中任一方面中的任一可能设计可以达到的技术效果,请参照上述第一方面或第一方面中的任一可能设计可以达到的技术效果,这里不再重复赘述。
附图说明
图1为一种OBC电路结构示意图;
图2为一种电动汽车的结构示意图;
图3为一种转换电路的结构示意图;
图4为一种车载充电装置的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种转换电路的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的又一种转换电路的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的又一种转换电路的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的又一种转换电路的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的又一种转换电路的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的又一种转换电路的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的又一种转换电路的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的又一种转换电路的结构示意图;
图13为本申请实施例提供的又一种转换电路的结构示意图;
图14为本申请实施例提供的又一种转换电路的结构示意图;
图15为本申请实施例提供的一种车载充电机的结构示意图;
图16为本申请实施例提供的又一种转换电路的结构示意图;
图17为一种转换电路正向工作时的控制信号的示意图;
图18为一种转换电路反向工作时的控制信号的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。方法实施例中的具体操作方法也可以应用于装置实施例或系统实施例中。需要说明的是,在本申请的描述中“至少一个”是指一个或多个,其中,多个是指两个或两个以上。鉴于此,本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,字符“/”,如无特殊说明,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外,需要理解的是,在本申请的描述中,“第一”、“第二”等词汇,仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。
需要指出的是,本申请实施例中“连接”可以理解为电连接,两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如,A与B连接,既可以是A与B直接连接,也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元件间接连接,例如A与B连接,也可以是A与C直接连接,C与B直接连接,A与B之间通过C实现了连接。在一些场景下,“连接”也可以理解为耦合,如两个电感之间的电磁耦合。总之,A与B之间连接,可以使A与B之间能够传输电能。
需要指出的是,本申请实施例中的功率开关管(也可简称开关管)可以是继电器、金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effecttransistor,MOSFET),双极结型管(bipolar junction transistor,BJT),绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)等多种类型的开关管中的一种或多种,本申请实施例对此不再一一列举。每个开关管皆可以包括第一电极、第二电极和控制电极,其中,控制电极用于控制开关管的导通或断开。当开关管导通时,开关管的第一电极和第二电极之间可以传输电流,当开关管断开时,开关管的第一电极和第二电极之间无法传输电流。以带反向二极管的MOSFET,为例,开关管导通时,漏极电流可以流向源极,源极电流可以流向漏极;开关管不导通时,漏极电流通过反向二极管也可以流向源极,源极电流不可以流向漏极。因此,在一些实施例中,在控制原边转换电路的过程中,通过控制副边转换电路的开关管,以使电流流经副边转换电路的开关管实现副边转换电路的整流,该方式损耗较小,但控制较复杂。在一另些实施例中,在控制原边转换电路的过程中,不控制副边转换电路的开关管,使电流流经副边转换电路的开关管对应的反向二极管也可以实现副边转换电路的整流,该方式损耗较大。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例适用的系统架构进行介绍。
示例性的,图2示出了本申请实施例适用的一种可能的系统的结构示意图,该系统包括电动汽车10、充电桩20和工频电网30。
其中,电动汽车10包括车载充电机(on board charge,OBC)11、动力电池12、电机13和车轮14。其中,动力电池12为大容量、高功率的蓄电池。在电动汽车行驶时,动力电池12可以为电机13供电,电机13进而可以驱动车轮14转动,从而实现车辆移动。
在电动汽车10充电时,一般可以通过充电桩20为电动汽车10充电,在此情形下OBC11处于正向工作模式(即充电模式)。如图2所示,充电桩20主要包括电源电路21和充电枪22。电源电路21的输入端可以接收工频电网30提供的交流电能,电源电路21的输出端通过线缆与充电枪22连接。一般来说,电源电路21可以将接收到的交流电转换为与电动汽车10相适配的充电电能。经电源电路21转换后的充电电能可以通过充电枪22输入OBC11。
OBC11将接收到的一部分充电电能提供给动力电池12,动力电池12进而存储该部分电能。可选地,OBC11还可以将接收到的另一部分充电电能提供给电动汽车10中的低压负载,以供低压负载使用。示例性的,低压负载可以包括但不限于电动汽车10内部的铅酸蓄电池、车载收音机、车载导航器等等,本申请实施例对此不再一一列举。例如,低压负载中的铅酸蓄电池可以存储该部分电能,低压负载中的车载收音机也可以使用该部分电能工作。
在电动汽车10对外部负载供电时,一般可以通过动力电池12为外部负载供电,在此情形下OBC11处于反向工作模式(即放电模式)。外部负载可以通过线缆与OBC11连接,OBC11可以将动力电池12提供的电能转换为与外部负载相适配的供电电能,经OBC11转换后的供电电能可以通过线缆输入外部负载。外部负载例如可以是家用电器、手机、或智能穿戴设备等中的至少一个,这里不再一一列举。
然而,OBC11存在电路结构复杂,以及电路体积较大,电路成本较高的问题。
在一些技术方案中,OBC11采用磁集成方案,将图1中的第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器的变压器集成在一起,共用功率开关管、控制电路和磁芯。如图3所示,转换电路300包括原边转换电路1、变压器2、副边转换电路3、和副边转换电路4。其中,原边转换电路1的一端连接外部电源,另一端连接变压器2的原边;副边转换电路3的一端连接变压器2的副边,另一端连接高压直流源(high voltage,HV);副边转换电路4的一端连接变压器2的副边,另一端连接低压直流源(low voltage,LV)。如此,虽然可以减少功率开关管的数量,但HV输出和LV输出使用同一个变压器,使得两路输出有交调,控制复杂;且LV输出侧需额外增加降压式变换电路进行调压,使得转换电路的成本仍然较高。
如图4所示,在另一些技术方案中,车载充电装置100包括第一EMI滤波器101、AC/DC变换器102、第一DC/DC变换器103、第二EMI滤波器104、第二DC/DC变换器105和第三EMI滤波器106。其中,AC终端通过第一EMI滤波器101、AC/DC变换器102、第一DC/DC变换器103和第二EMI滤波器104连接高压直流源,为高压直流源供电;以及AC终端通过第一EMI滤波器101、AC/DC变换器102、第二DC/DC变换器105和第三EMI滤波器106连接低压直流源,为低压直流源供电。相对于图1所示的OBC电路,仅仅减少了第四EMI滤波器,车载充电装置100的高压输出端和低压输出端仍需要使用各自的DC/DC变换器,仍然存在电路结构复杂的问题,导致车载充电装置100中的DC/DC变换器的转换效率提升有限,以及电路成本高的问题。
有鉴于此,本申请实施例提供一种转换电路,该转换电路包括第一原边转换电路、第二原边转换电路、第一副边转换电路、第二副边转换电路、第三副边转换电路、第一变压器、第二变压器、和第三变压器;其中,第一原边转换电路与第二原边转换电路并联,第一副边转换电路与第二副边转换电路并联;第一原边转换电路与第一变压器的原边连接,第一副边转换电路与第一变压器的副边连接;第二原边转换电路与第二变压器的原边连接,第二副边转换电路与第二变压器的副边连接;进一步的,第一原边转换电路包括第一输入端,进而第一原边转换电路可以为第一输入端提供第一电位,第二原边转换电路包括第二输入端,进而第二原边转换电路可以为第二输入端提供第二电位;或者,第一副边转换电路包括第一输入端,进而第一副边转换电路可以为第一输入端提供第一电位,第二副边转换电路包括第二输入端,进而第二副边转换电路可以为第二输入端提供第二电位;第一输入端和第二输入端分别与第三变压器的原边连接,第三副边转换电路与第三变压器的副边连接,进而第三变压器可以从第一输入端获取第一电位,以及从第二输入端获取第二电位。
本申请实施例中,通过将两组并联的原边转换电路中的每组原边转换电路与第一变压器的原边和第二变压器的原边一一对应连接,两组并联的副边转换电路中的每组副边转换电路与第一变压器的副边和第二变压器的副边一一对应连接,可以有效提升转换电路的转换效率;以及将第三变压器的原边转换电路复用两组并联的原边转换电路或两组并联的副边转换电路,使得第三变压器无需设置原边转换电路,可以有效降低电路的复杂度,减小转换电路的体积,从而降低电路成本。
可以理解的是,在上述转换电路应用于OBC电路中时,可以有效降低OBC电路的电路复杂度,以及提升OBC电路的转换功率。当然,本申请实施例提供的转换电路还可以应用其他需要转换电路的电路中,本申请实施例不作具体的限制。
下面结合具体的附图对本申请实施例提供的转换电路进行详细的介绍。
示例性的,请参见图5,图5示出了本申请实施例提供的一种转换电路的结构示意图。在图5中,转换电路500包括第一原边转换电路501、第二原边转换电路502、第一副边转换电路503、第二副边转换电路504、第三副边转换电路505、第一变压器506、第二变压器507、和第三变压器508。
其中,第一原边转换电路501与第二原边转换电路502并联,第一副边转换电路503与第二副边转换电路504并联;第一原边转换电路501与第一变压器506的原边连接,第一副边转换电路503与第一变压器506的副边连接;第二原边转换电路502与第二变压器507的原边连接,第二副边转换电路504与第二变压器507的副边连接。
可以理解的是,由于第一变压器506和第二变压器507的原边分别连接的两个原边转换电路(即第一原边转换电路501和第二原边转换电路502)并联连接,以及第一变压器506和第二变压器507的副边分别连接的两个副边转换电路(即第一副边转换电路503和第二副边转换电路504)并联连接,可以有效提升转换电路500的转换功率。
在本申请实施例中,第三变压器508复用第一变压器506和第二变压器507对应的电路结构有多种实现情况,包括但不限于以下情况:
情况1中,第一原边转换电路501包括第一输入端A,进而第一原边转换电路501可以为第一输入端A提供第一电位;第二原边转换电路502包括第二输入端B,进而第二原边转换电路502可以为第二输入端B提供第二电位;第一输入端A和第二输入端B分别与第三变压器508的原边连接,第三副边转换电路505与第三变压器508的副边连接,进而第三变压器508可以从第一输入端A获取第一电位,以及从第二输入端B获取第二电位。
在情况1中,第三变压器508通过复用第一变压器506和第二变压器507对应的原边转换电路(即第一原边转换电路501和第二原边转换电路502),使得第三变压器508可以从这第一原边转换电路501和第二原边转换电路502获取电能。如此,第三变压器508不需要单独设置原边转换电路,有效降低转换电路500的电路复杂度,从而有效降低电路成本。
情况2,第一副边转换电路503包括第一输入端A,第一副边转换电路503可以为第一输入端A提供第一电位;第二副边转换电路504包括第二输入端B,进而第二副边转换电路504可以为第二输入端B提供第二电位;请参见图5中的虚线部分,第一输入端A和第二输入端B分别与第三变压器508的原边连接,第三副边转换电路505与第三变压器508的副边连接;第三变压器508,用于从第一输入端A获取第一电位,以及从第二输入端B获取第二电位。
在情况2中,第三变压器508通过复用第一变压器506和第二变压器507对应的副边转换电路(即第一副边转换电路503和第二副边转换电路504),使得第三变压器508可以从第一副边转换电路503和第二副边转换电路504获取电能。如此,第三变压器508不需要单独设置原边转换电路,有效降低转换电路500的复杂度,从而有效降低电路成本。
其中,转换电路500中的第一原边转换电路501、第二原边转换电路502、第一副边转换电路503、和第二副边转换电路504的电路结构有多种实现方式,例如全桥拓扑结构和半桥拓扑结构。其中,全桥拓扑结构包括但不仅限于LLC谐振转换电路、移相全桥电路或串联型双主动桥(dual active bridge,DAB)电路中的任一种。
相应的,第一输入端A和第二输入端B有多种实现方式,包括但不限于以下方式:
方式1,在第一原边转换电路501包括第一输入端A,以及第二原边转换电路502包括第二输入端B时:第一原边转换电路501包括并联的第一桥臂和第二桥臂,第二原边转换电路502包括并联的第三桥臂和第四桥臂;进而第一输入端A可以为第一桥臂的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,第二输入端B可以为第三桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点;或者,第一输入端A可以为第二桥臂的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,第二输入端B可以为第四桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点。
示例性的,请参见图6和图7,图6和图7示出了本申请实施例提供的转换电路500可能的一种结构示意图。在图6的(a)中和图7的(a)中,第一原边转换电路501、第二原边转换电路502、第一副边转换电路503、和第二副边转换电路504均采用全桥拓扑结构,第一桥臂以桥臂1为例,第二桥臂以桥臂2为例,第三桥臂以桥臂3为例,第四桥臂以桥臂4为例。其中,第一原边转换电路501包括并联的桥臂1和桥臂2,第二原边转换电路502包括并联的桥臂3和桥臂4;其中,桥臂1包括上桥臂开关Sa1与下桥臂开关Sb1,桥臂2包括上桥臂开关Sc1与下桥臂开关Sd1;桥臂3包括上桥臂开关Sa2与下桥臂开关Sb2,桥臂4包括上桥臂开关Sc2与下桥臂开关Sd2。如图6的(a)所示,第一输入端A可以为桥臂1的上桥臂开关Sa1与下桥臂开关Sb1之间的连接点,第二输入端B为桥臂3的上桥臂开关Sa2与下桥臂开关Sb2之间的连接点。或者,如图7的(a)所示,第一输入端A可以为桥臂2的上桥臂开关Sc1与下桥臂开关Sd1之间的连接点,第二输入端B为桥臂4的上桥臂开关Sc2与下桥臂开关Sd2之间的连接点。
在方式1中,第一原边转换电路501和第二原边转换电路502采用全桥拓扑结构,进而使得第一输入端A和第二输入端B的设置较为灵活。
方式2,在第一原边转换电路501包括第一输入端A,以及第二原边转换电路502包括第二输入端B时:第一原边转换电路501包括第一桥臂,第二原边转换电路502包括第二桥臂;第一输入端A为第一桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,第二输入端B为第二桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点。
示例性的,请参见图8,图8示出了本申请实施例提供的转换电路500的另一种可能的结构示意图。在图8的(a)中,第一原边转换电路501、第二原边转换电路502、第一副边转换电路503、和第二副边转换电路504均采用半桥拓扑结构,第一桥臂以桥臂1为例,第二桥臂以桥臂2为例。其中,第一原边转换电路501包括桥臂1,第二原边转换电路502包括桥臂2;其中,桥臂1包括上桥臂开关Sa1与下桥臂开关Sb1,桥臂2包括上桥臂开关Sc2与下桥臂开关Sd2。相应的,第一输入端A可以为桥臂1的上桥臂开关Sa1与下桥臂开关Sb1之间的连接点,第二输入端B可以为桥臂2的上桥臂开关Sc2与下桥臂开关Sd2之间的连接点。
在方式2中,第一原边转换电路501和第二原边转换电路502采用半桥拓扑结构,所需的功率开关管(即桥臂开关)数量较少,进一步降低了电路的复杂度,从而有效降低电路成本。
方式3,在第一副边转换电路503包括第一输入端A,以及第二副边转换电路504包括第二输入端B时:第一副边转换电路503包括并联的第五桥臂和第六桥臂,第二副边转换电路504包括并联的第七桥臂和第八桥臂;第一输入端A为第五桥臂的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,第二输入端B为第七桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点;或者,第一输入端A为第六桥臂的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,第二输入端B为第八桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点。
示例性的,请参见图9或图10,图9或图10示出了本申请实施例提供的转换电路500可能的另一种结构示意图。在图9的(a)中或图10的(a)中,第一原边转换电路501、第二原边转换电路502、第一副边转换电路503、和第二副边转换电路504均采用全桥拓扑结构,第五桥臂以桥臂5为例,第六桥臂以桥臂6为例,第七桥臂以桥臂7为例,第八桥臂以桥臂8为例。第一副边转换电路503包括并联的桥臂5和桥臂6,第二副边转换电路504包括并联的桥臂7和桥臂8;其中,桥臂5包括上桥臂开关Se1与下桥臂开关Sf1,桥臂6包括上桥臂开关Sg1与下桥臂开关Sh1;桥臂7包括上桥臂开关Se2与下桥臂开关Sf2,桥臂8包括上桥臂开关Sg2与下桥臂开关Sh2。如图9的(a)所示,第一输入端A可以为桥臂5的上桥臂开关Se1与下桥臂开关Sf1之间的连接点,第二输入端B可以为桥臂7的上桥臂开关Se2与下桥臂开关Sf2之间的连接点。或者,如图10的(a)所示,第一输入端A可以为桥臂6的上桥臂开关Sg1与下桥臂开关Sh1之间的连接点,第二输入端B可以为桥臂8的上桥臂开关Sg2与下桥臂开关Sh2之间的连接点。
在方式3中,第一副边转换电路503和第二副边转换电路504采用全桥拓扑结构,进而使得第一输入端A和第二输入端B的设置较为灵活。
方式4,在第一副边转换电路503包括第一输入端A,以及第二副边转换电路504包括第二输入端B时:第一副边转换电路503包括第五桥臂,第二副边转换电路504包括第六桥臂;第一输入端A为第五桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,第二输入端B为第六桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点。
示例性的,请参见图11,图11示出了本申请实施例提供的转换电路500的另一种可能的结构示意图。在图11的(a)中,第一原边转换电路501、第二原边转换电路502、第一副边转换电路503、和第二副边转换电路504均采用半桥拓扑结构,第五桥臂以桥臂5为例,第六桥臂以桥臂6为例。其中,桥臂5包括上桥臂开关Se1与下桥臂开关Sf1,桥臂6包括上桥臂开关Se2与下桥臂开关Sf2。相应的,第一输入端A可以为桥臂5的上桥臂开关Sg1与下桥臂开关Sh1之间的连接点,第二输入端B为桥臂5的上桥臂开关Sg2与下桥臂开关Sh2之间的连接点。
在方式4中,第一副边转换电路503和第二副边转换电路504采用半桥拓扑结构,所需的功率开关管(即桥臂开关)数量较少,进一步降低了电路的复杂度,从而有效降低电路成本。
可以理解的是,上述方式1-方式4中桥臂开关管即功率开关管。
可选的,如图12的(a)所示,第一原边转换电路501和与第一变压器T1的原边之间可以通过电感Lr11和电感Cr11连接,第一副边转换电路503和与第一变压器T1的副边之间可以通过电感Lr21和电感Cr21连接。第二原边转换电路502和与第二变压器T2的原边之间可以通过电感Lr12和电感Cr12连接,第二副边转换电路504和与第二变压器T2的副边之间可以通过电感Lr22和电感Cr22连接。
其中,转换电路500中的第三副边转换电路505可以包括功率开关管Sg3和功率开关管Sh3(如图6的(b)、7的(b)、8的(b)、9的(b)、10的(b)、11的(b)、或图12的(b)中的任一项所示),第三副边转换电路505与第三变压器T3的副边连接,可以对第一输入端A和第二输入端B提供给第三变压器T3的电能进行转换,并输出第三电压V3。
可选的,上述转换电路500还包括第一电容Cr和第一电感Lr。如图6的(b)、7的(b)、8的(b)、9的(b)、10的(b)、11的(b)、或图12的(b)中的任一项所示,在一种可能的实施方式中,第一电容Cr与第一电感Lr形成的支路连接在第一输入端A与第三变压器508的原边之间。如图13的(b)所示,在另一种可能的实施方式中,第一电容Cr连接在第一输入端A与第三变压器508的原边的第一端之间,第一电感Lr连接在第二输入端B与第三变压器508的原边的第二端之间。如此,针对第一输入端A和第二输入端B与第三变压器508的原边设计了多种连接方式,提升了转换电路设计的灵活性。可以理解的是,图13的(a)所示的第一原边转换电路501、第二原边转换电路502、第一副边转换电路503和第二原边转换电路504为半桥拓扑结构,具体请参见前文的描述,这里不再赘述。
可选的,请参见图14,上述的转换电路500还可以包括控制器509。其中,控制器509可以与第一原边转换电路501、第二原边转换电路502、第一副边转换电路503、第二副边转换电路504和第三副边转换电路505连接,进而控制器509可以生成相应的控制信号以控制转换电路500工作。
示例性的,控制器509可以是转换电路500内部的微处理器(micro controllerunit,MCU)、通用中央处理器(central processing unit,CPU)、通用处理器、数字信号处理(digital signal processing,DSP)、专用集成电路(application specific integratedcircuits,ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)等其中的任意一种,也可以是其它可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件中的任意一种或多种的组合。
在一种可能的实施方式中,控制器509可以用于调节第一输入端A对应的第一电位和第二输入端B对应的第二电位之间的电压相位差,以调节第三副边转换电路505输出的第三电压V3(如图6的(b)、7的(b)、8的(b)、9的(b)、10的(b)、11的(b)、或图12的(b)中的任一项所示)的大小。
情况1中,第一输入端A为第一原边转换电路501的桥臂中点,以及第二输入端B为第二原边转换电路502的桥臂中点,第三变压器T3通过第一原边转换电路501和第二原边转换电路502获取电能。相应的,第一输入端A对应的第一电位和第二输入端B对应的第二电位之间的电压相位差即根据第一原边转换电路501和第二原边转换电路502之间的第一移相角。
示例性的,控制器509可以根据如下公式,确定第三电压V3:
V3=V1*K(θ);
其中,θ为第一移相角,K为预设函数,V1为第一原边转换电路501和第二原边转换电路502的并联输入端的电压(如图6的(a)、7的(a)、8的(a)、9的(a)、10的(a)、11的(a)、或图12的(a)中的任一项所示)。由公式可知,第三电压V3随第一移相角(电压相位差)的变化而变化。
情况2中,第一输入端A为第一副边转换电路503的桥臂中点,以及第二输入端B为第二副边转换电路504的桥臂中点,第三变压器T3通过第一副边转换电路503和第二副边转换电路504获取电能。相应的,第一输入端A对应的第一电位和第二输入端B对应的第二电位之间的电压相位差即第一副边转换电路503和第二副边转换电路504之间的第二移相角。
示例性的,控制器509可以根据如下公式,确定电压相位差:
V3=V2*K(α);
其中,α为第二移相角,K为预设函数,V2为第一副边转换电路503和第二副边转换电路504的并联输入端的电压(如图6的(a)、7的(a)、8的(a)、9的(a)、10的(a)、11的(a)、或图12的(a)中的任一项所示)。由公式可知,第三电压V3随第二移相角(电压相位差)的变化而变化。
需要说明的是,转换电路500存在正向工作模式和反向工作模式。可以理解的是,本申请实施例中,两组并联的原边转换电路与两组并联的副边转换电路的区别在于,两组并联的原边转换电路连接转换电路500的交流侧,两组并联的副边转换电路连接转换电路500的直流侧。相应的,在本申请实施例中,“转换电路500的正向工作模式”可以理解为,第一原边转换电路501向第一变压器提供电能,以及第二原边转换电路502向第二变压器提供电能的工作模式。“转换电路500的反向工作模式”可以理解为,第一副边转换电路503向第一变压器提供电能,以及第二副边转换电路504向第二变压器提供电能的工作模式。下面针对这两种工作模式分别进行说明。
1、正向工作模式。
对于转换电路500的正向工作模式,控制器509可以控制第一原边转换电路501向第一变压器T1输出第四电压,以及控制第二原边转换电路502向第二变压器T2输出第五电压,以通过第一副边转换电路503和第二副边转换电路504并联的输出端输出第二电压V2。
可以理解的是,控制器509控制第一原边转换电路501向第一变压器T1输出第四电压,以及控制第二原边转换电路502向第二变压器T2输出第五电压的过程,可以通过对第一原边转换电路501和第二原边转换电路502中的功率开关管的频率、占空比、或移相角中的任一项进行调节实现。
可以理解的是,控制器509在控制第一原边转换电路501向第一变压器T1输出第四电压的过程中,以及控制第二原边转换电路502向第二变压器T2输出第五电压的过程中,可以对第一副边转换电路503和第二副边转换电路504进行控制,例如控制第一副边转换电路503和第二副边转换电路504进行整流,或者控制第一副边转换电路503和第二副边转换电路504的占空比、频率或移相角中的至少一项。
实施方式1中,第一原边转换电路501、第二原边转换电路502、以及第一副边转换电路503和第二副边转换电路504采用移相电路结构或LLC电路结构时,控制器509可以在控制第一原边转换电路501向第一变压器T1输出第四电压的过程中,控制第一副边转换电路503对第四电压进行整流;以及,在控制第二原边转换电路502向第二变压器T2输出第五电压的过程中,控制第二副边转换电路504对第五电压进行整流,以通过第一副边转换电路503和第二副边转换电路504并联的输出端输出第二电压V2。如此,可以有效减少功率损耗。
实施方式2中,第一原边转换电路501、第二原边转换电路502、以及第一副边转换电路503和第二副边转换电路504采用DAB电路结构时,控制器509可以在基于第一预设信号控制第一原边转换电路501和第二原边转换电路502的过程中,基于第二预设控制信号控制第一副边转换电路503和第二副边转换电路504,进而控制器可以通过第一预设信号和第二预设信号之间的时序差Φ的超前或滞后,来控制第一副边转换电路503和第二副边转换电路504并联的输出端输出第二电压V2。例如,控制时序差Φ超前可增大第二电压V2;控制时序差Φ滞后可减小第二电压V2。如此,通过对两组原边转换电路和两组副边转换电路进行控制,使得对两组副边转换电路的控制更加灵活。
2、反向工作模式。
对于转换电路500的反向工作模式,控制器509可以控制第一副边转换电路503向第一变压器T1输出第六电压,以及控制第二副边转换电路504向第二变压器T2输出第七电压,以通过第一原边转换电路501和第二原边转换电路502并联的输出端输出第一电压V1。
可以理解的是,控制器在控制第一副边转换电路503向第一变压器T1输出第六电压的过程中,以及,控制器在控制第二副边转换电路504向第二变压器T2输出第七电压的过程中,可以对第一原边转换电路501和第二原边转换电路502进行控制,例如控制第一原边转换电路501和第二原边转换电路502进行整流,或者控制第一原边转换电路501和第二原边转换电路502的占空比、频率或移相角中的至少一项。
其中,控制器509在控制第一副边转换电路503向第一变压器T1输出第六电压的过程中,可以对第一原边转换电路501进行控制。类似的,控制器509在控制第二副边转换电路504向第二变压器T2输出第七电压的过程中,可以对第二原边转换电路502进行控制。
实施方式1中,第一原边转换电路501、第二原边转换电路502、以及第一副边转换电路503和第二副边转换电路504采用移相电路结构或LLC电路结构时,控制器509在控制第一副边转换电路503向第一变压器输出第六电压的过程中,控制第一原边转换电路501对第六电压进行整流;以及,在控制第二副边转换电路504向第二变压器输出第七电压的过程中,控制第二原边转换电路502对第七电压进行整流,以通过第一原边转换电路501和第二原边转换电路502并联的输出端输出第一电压V1。如此,可以有效减少功率损耗。
实施方式2中,第一原边转换电路501、第二原边转换电路502、以及第一副边转换电路503和第二副边转换电路504采用DAB电路结构时,控制器509在基于第三预设信号控制第一副边转换电路503和第二副边转换电路504的过程中,基于第四预设控制信号控制第一原边转换电路501和第二原边转换电路502,进而控制器可以通过第三预设信号和第四预设信号之间的时序差Φ的超前或滞后,来控制第一原边转换电路502和第二原边转换电路502并联的输出端输出第一电压V1。例如,控制时序差Φ超前可增大第二电压V2;控制时序差Φ滞后可减小第一电压V1。如此,通过对两组原边转换电路和两组副边转换电路进行控制,使得对两组原边转换电路的控制更加灵活。
基于相同的技术构思,本申请实施例还提供了一种充电装置。示例性的,该装置包括第一电磁干扰EMI滤波器、AC/DC变换器、以及如上述第一方面以及第一方面可能的设计中任一项的转换电路;其中,所述转换电路包括第一端口、第二端口和第三端口;第一端口用于通过第一EMI滤波器和AC/DC变换器与交流AC终端连接,第二端口用于连接高压直流源或高压负载,第三端口用于连接低压直流源或低压负载。其中,高压负载例如可以是电动机或空调压缩机。可选的,充电装置可以是车载充电机或手机充电装置。
基于相同的技术构思,本申请实施例还提供了一种放电装置。示例性的,该装置包括第一电磁干扰EMI滤波器、AC/DC变换器、以及如上述第一方面以及第一方面可能的设计中任一项所述的转换电路;其中,所述转换电路包括第一端口、第二端口和第三端口;第一端口用于通过第一EMI滤波器和AC/DC变换器与交流负载连接,第二端口用于连接高压直流源或高压负载,第三端口用于连接低压负载或低压直流源。可选的,放电装置可以是车载充电机。
为了便于理解,下面以充电装置应用于车载充电机为例,进一步对本申请实施例提供的转换电路500进一步介绍。
示例性的,请参见图15,图15示出了本申请实施例提供的一种可能的车载充电机的结构示意图。如图15所示,车载充电机1500包括第一EMI滤波器1501、AC/DC变换器1502和转换电路500、第二EMI滤波器1503、和第三EMI滤波器1504。其中,转换电路500包括第一端口、第二端口和第三端口;第一端口可以通过第一EMI滤波器1501和AC/DC变换器1502与交流AC终端1600连接,第二端口可以通过第二EMI滤波器1503连接高压直流源1700,第三端口用于通过第三EMI滤波器1504连接低压直流源1800。
相应的,转换电路500应用于车载充电机1500时,转换电路500的电路结构可以如图16所示,其中,如图16中的(a)所示,转换电路500中的第一原边转换电路501和第二原边转换电路502并联的一端Vpfc可以用于交流AC终端1600,转换电路500中的第一副边转换电路503和第二副边转换电路504并联的一端VH可以用于连接高压直流源1700;如图16中的(b)所示,转换电路500中的第三副边转换电路505的一端VIv可以用于连接低压直流源1800。
因此,在车载充电机1500的充电模式中,转换电路500中的控制器509可以根据高压直流源1700的输出电压和负载,调节第一原边转换电路501和第二原边转换电路502的控制频率,以及控制第一副边转换电路503和第二副边转换电路504工作在整流模式。示例性的,在充电模式中,控制器509可以根据图17所示的第一原边转换电路501和第二原边转换电路502对应的8个功率开关管的控制信号,对第一原边转换电路501和第二原边转换电路502进行调节,这8个功率开关管分别为Sa1、Sb1、Sc1、Sd1、Sa2、Sb2、Sc2和Sd2,其中,Sa1和Sd1的控制信号一致,进而Sa1和Sd1同时驱动或断开;Sb1和Sc1的控制信号一致,进而Sb1和Sc1同时驱动或断开;Sa2和Sd2的控制信号一致,进而Sa2和Sd2同时驱动或断开;Sb2和Sc2的控制信号一致,进而Sb2和Sc2同时驱动或断开。
因此,在车载充电机1500的逆变模式中,转换电路500中的控制器509可以根据交流AC终端1600的输出电压和负载,调节第一副边转换电路503和第二副边转换电路504的控制频率,以及控制第一原边转换电路501和第二原边转换电路502工作在整流模式。示例性的,在充电模式中,控制器509可以根据图18所示的第一原边转换电路501和第二原边转换电路502对应的8个功率开关管的控制信号,对第一副边转换电路503和第二副边转换电路504进行调节,这8个功率开关管分别为Se1、Sf1、Sg1、Sh1、Sg2、Sf2、Sg2和Sh2,其中,Se1和Sh1的控制信号一致,进而Se1和Sh1同时驱动或断开;Sg1和Sf1的控制信号一致,进而Sg1和Sf1同时驱动或断开;Se2和Sh2的控制信号一致,进而Se2和Sh2同时驱动或断开;Sg2和Sf2的控制信号一致,进而Sg2和Sf2同时驱动或断开。
可以理解的是,上述图17或图18对功率管开关的控制信号仅仅是举例,并非限定。
在一种可能的实施方式中,交流AC终端1600例如可以是充电桩20,高压直流源1700例如可以是动力电池,低压直流源1800例如可以是低压蓄电池,本申请实施例不作具体的限制。
基于相同的技术构思,本申请实施例还提供一种汽车,该汽车包括本申请实施例所提供的充电装置和/或放电装置。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种转换电路,其特征在于,包括第一原边转换电路、第二原边转换电路、第一副边转换电路、第二副边转换电路、第三副边转换电路、第一变压器、第二变压器、和第三变压器;其中,所述第一原边转换电路与所述第二原边转换电路并联,所述第一副边转换电路与所述第二副边转换电路并联;所述第一原边转换电路与所述第一变压器的原边连接,所述第一副边转换电路与所述第一变压器的副边连接;所述第二原边转换电路与所述第二变压器的原边连接,所述第二副边转换电路与所述第二变压器的副边连接;
所述第一原边转换电路包括第一输入端,所述第二原边转换电路包括第二输入端;所述第一原边转换电路,用于为所述第一输入端提供第一电位;所述第二原边转换电路,用于为所述第二输入端提供第二电位;或者,
所述第一副边转换电路包括第一输入端,所述第二副边转换电路包括第二输入端;所述第一副边转换电路,用于为所述第一输入端提供第一电位;所述第二副边转换电路,用于为所述第二输入端提供第二电位;
其中,所述第一输入端和所述第二输入端分别与所述第三变压器的原边连接,所述第三副边转换电路与所述第三变压器的副边连接;所述第三变压器,用于从所述第一输入端获取所述第一电位,以及从所述第二输入端获取所述第二电位。
2.如权利要求1所述的转换电路,其特征在于,还包括控制器;
所述控制器,用于调节所述第一电位和所述第二电位之间的电压相位差,以调节所述第三副边转换电路输出的第三电压V3的大小。
3.如权利要求1或2所述的转换电路,其特征在于,在所述第一原边转换电路包括所述第一输入端,以及所述第二原边转换电路包括所述第二输入端时:
所述第一原边转换电路包括并联的第一桥臂和第二桥臂,所述第二原边转换电路包括并联的第三桥臂和第四桥臂;
所述第一输入端为所述第一桥臂的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,所述第二输入端为所述第三桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点;或者,
所述第一输入端为所述第二桥臂的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,所述第二输入端为所述第四桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点。
4.如权利要求1或2所述的转换电路,其特征在于,在所述第一原边转换电路包括所述第一输入端,以及所述第二原边转换电路包括所述第二输入端时:
所述第一原边转换电路包括第一桥臂,所述第二原边转换电路包括第二桥臂;所述第一输入端为所述第一桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,所述第二输入端为所述第二桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点。
5.如权利要求1或2所述的转换电路,其特征在于,在所述第一副边转换电路包括所述第一输入端,以及所述第二副边转换电路包括所述第二输入端时:
所述第一副边转换电路包括并联的第五桥臂和第六桥臂,所述第二副边转换电路包括并联的第七桥臂和第八桥臂;
所述第一输入端为所述第五桥臂的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,所述第二输入端为所述第七桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点;或者,
所述第一输入端为所述第六桥臂的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,所述第二输入端为所述第八桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点。
6.如权利要求1或2所述的转换电路,其特征在于,在所述第一副边转换电路包括所述第一输入端,以及所述第二副边转换电路包括所述第二输入端时:
所述第一副边转换电路包括第五桥臂,所述第二副边转换电路包括第六桥臂;
所述第一输入端为所述第五桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点,所述第二输入端为所述第六桥臂上的上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点。
7.如权利要求2-6任一项所述的转换电路,其特征在于,所述控制器,还用于:
控制所述第一原边转换电路向所述第一变压器输出第四电压,以及控制所述第二原边转换电路向所述第二变压器输出第五电压,以通过所述第一副边转换电路和所述第二副边转换电路并联的输出端输出第二电压V2。
8.如权利要求7所述的转换电路,其特征在于,所述控制器,具体用于:
在控制所述第一原边转换电路向所述第一变压器输出所述第四电压的过程中,控制所述第一副边转换电路对所述第四电压进行整流;以及,在控制所述第二原边转换电路向所述第二变压器输出所述第五电压的过程中,控制所述第二副边转换电路对所述第五电压进行整流,以通过所述第一副边转换电路和所述第二副边转换电路并联的输出端输出所述第二电压V2。
9.如权利要求2-8任一项所述的转换电路,其特征在于,所述控制器,还用于:
控制所述第一副边转换电路向所述第一变压器输出第六电压,以及控制所述第二副边转换电路向所述第二变压器输出第七电压,以通过所述第一原边转换电路和所述第二原边转换电路并联的输出端输出第一电压V1。
10.如权利要求9所述的转换电路,其特征在于,所述控制器,具体用于:
在控制所述第一副边转换电路向所述第一变压器输出所述第六电压的过程中,控制所述第一原边转换电路对所述第六电压进行整流;以及,在控制所述第二副边转换电路向所述第二变压器输出所述第七电压的过程中,控制所述第二原边转换电路对所述第七电压进行整流,以通过所述第一原边转换电路和所述第二原边转换电路并联的输出端输出所述第一电压V1。
11.如权利要求1-10任一项所述的转换电路,其特征在于,所述转换电路还包括第一电容Cr和第一电感Lr;
所述第一电容Cr与所述第一电感Lr形成的支路连接在所述第一输入端与所述第三变压器的原边之间;或者
所述第一电容Cr连接在所述第一输入端A与所述第三变压器的原边的第一端之间,所述第一电感Lr连接在所述第二输入端与所述第三变压器的原边的第二端之间。
12.一种充电装置,其特征在于,包括第一电磁干扰EMI滤波器、AC/DC变换器、以及如权利要求1-11任一项的转换电路;
所述转换电路包括第一端口、第二端口和第三端口;所述第一端口用于通过所述第一EMI滤波器和所述AC/DC变换器与交流AC终端连接,所述第二端口用于连接高压直流源或高压负载,所述第三端口用于连接低压直流源或低压负载。
13.如权利要求12所述的充电装置,其特征在于,所述充电装置为车载充电机或手机充电装置。
14.一种汽车,其特征在于,包括如权利要求12或13所述的充电装置。
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