CN209683468U - 集成车载充电机电路及集成车载充电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成车载充电机电路及集成车载充电机，当控制单元的固定端与第一选择端连接时，第一处理电路用于将市电的第一部分能量传输到动力电池，第二处理电路用于将市电的第二部分能量传输到低压电池；当控制单元的固定端与第二选择端连接时，第三处理电路用于将动力电池的第一部分能量回馈到动力电池，第四处理电路用于将动力电池的第二部分能量传输到低压电池。本实用新型可实现将市电的能量通过不同的处理电路传输到动力电池和低压电池，以及将动力电池的能量通过不同的处理电路回馈到动力电池和传输到低压电池。

Description

集成车载充电机电路及集成车载充电机

技术领域

本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种集成车载充电机电路及集成车载充电机。

背景技术

近年来，为了保护环境和减少不可再生资源的使用，在汽车制造和应用领域逐渐引入新能源。电动汽车是新能源汽车的主力军，电动汽车又分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。随着新能源汽车逐渐成为未来汽车行业的重要发展方向，车载电子设备(比如DC/DC变换器和集成车载充电机)呈小型化、集成化和高功率密集化的趋势。目前，集成车载充电机电路已实现通过市电为动力电池组或者蓄电池充电的功能，但该功能较为单一，难以满足集成车载充电机在未来场景中的多样化使用需求。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种集成车载充电机电路及集成车载充电机，用于将市电的能量通过不同的处理电路传输到动力电池和低压电池，以及将动力电池的能量通过不同的处理电路回馈到动力电池和传输到低压电池。

本实用新型实施例第一方面提供一种集成车载充电机电路，包括原边处理电路、变压器、第一副边处理电路、第二副边处理电路、开关K₁、开关K₂、动力电池、低压电池、控制单元和整流电路，其中：

所述变压器包括原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，所述控制单元包括固定端、第一选择端和第二选择端，所述第一副边绕组、所述第一副边处理电路、所述开关K₁以及所述动力电池依次连接；所述第二副边绕组、所述第二副边处理电路、所述开关K₂以及所述低压电池依次连接；所述原边处理电路的一端与所述原边绕组连接，所述原边处理电路的另一端与所述固定端连接；所述整流电路的一端与所述第一选择端连接，所述整流电路的另一端与市电连接；所述第二选择端与所述动力电池连接；

所述控制单元用于控制所述固定端与所述第一选择端或所述第二选择端连接，当所述固定端与所述第一选择端连接时，所述整流电路、所述原边处理电路、所述变压器以及所述第一副边处理电路形成的第一处理电路用于将所述市电的第一部分能量传输到所述动力电池；所述整流电路、所述原边处理电路、所述变压器以及所述第二副边处理电路形成的第二处理电路用于将所述市电的第二部分能量传输到所述低压电池；

当所述固定端与所述第二选择端连接时，所述原边处理电路、所述变压器以及所述第一副边处理电路形成的第三处理电路用于将所述动力电池的第一部分能量回馈到所述动力电池；所述原边处理电路、所述变压器以及所述第二副边处理电路形成的第四处理电路用于将所述动力电池的第二部分能量传输到所述低压电池；

所述开关K₁用于控制所述第一处理电路及所述第三处理电路的导通或断开；所述开关K₂用于控制所述第二处理电路及所述第四处理电路的导通或断开；

所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总漏感与所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总宽度成反比例关系。

结合本实用新型第一方面，在本实用新型第一方面的第一种可能的实现方式中，所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总漏感与所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总宽度的关系式为：

其中，所述L为所述原边绕组与所述第一副边绕组的漏感、所述原边绕组与所述第二副边绕组的漏感以及所述第一副边绕组与所述第二副边绕组的漏感的总漏感，所述N_p为所述原边绕组的匝数，所述MLT为单匝的平均匝长，所述b为所述原边绕组与绕组i的内外径之差，所述绕组i为所述第一副边绕组或所述第二副边绕组，所述w为所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总宽度。

结合本实用新型第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在本实用新型第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一副边绕组与所述第二副边绕组之间的距离范围为5mm-50mm。

结合本实用新型第一方面的第二种可能的实现方式，在本实用新型第一方面的第三种可能的实现方式中，所述原边绕组与所述第一副边绕组的线圈结构为三明治绕法结构。

结合本实用新型第一方面的第三种可能的实现方式，在本实用新型第一方面的第四种可能的实现方式中，所述第一副边处理电路包括二极管D₁、二极管 D₂、二极管D₃、二极管D₄和电容C₁，其中：

所述二极管D₁的正极分别与所述二极管D₂的负极以及所述第一副边绕组的第一端连接；

所述二极管D₂的正极分别与所述二极管D₄的正极以及所述电容C₁的负极连接；

所述二极管D₄的负极分别与所述二极管D₃的正极以及所述第一副边绕组的第二端连接；

所述二极管D₃的负极分别与所述二极管D₁的负极以及所述电容C₁的正极连接。

结合本实用新型第一方面的第四种可能的实现方式，在本实用新型第一方面的第五种可能的实现方式中，所述第一副边处理电路还包括电容C₂，其中：

所述电容C₂的一端与所述第一副边绕组的第二端连接，另一端与所述二极管D₃的正极连接。

结合本实用新型第一方面的第四种或第五种可能的实现方式，在本实用新型第一方面的第六种可能的实现方式中，所述第二副边处理电路包括二极管D₅、二极管D₆、二极管D₇、电容C₃、电容C₄和电感线圈L₁，其中：

所述二极管D₅的负极分别与所述二极管D₆的负极、所述电容C₃的正极、所述二极管D₇的负极以及所述电感线圈L₁的一端连接；

所述二极管D₆的正极与所述第二副边绕组的第一端连接，所述二极管D₅的正极与所述第二副边绕组的第二端连接；

所述电容C₃的负极分别与所述二极管D₇的正极、所述电容C₄的负极以及所述第二副边绕组的第三端连接；

所述电感线圈L₁的另一端与所述电容C₄的正极连接。

结合本实用新型第一方面的第四种或第五种可能的实现方式，在本实用新型第一方面的第七种可能的实现方式中，所述第二副边处理电路包括二极管D₇、二极管D₈、二极管D₉、二极管D₁₀、二极管D₁₁、电容C₃、电容C₄和电感线圈L₁，其中：

所述二极管D₈的正极分别与所述二极管D₉的负极以及所述第二副边绕组的第一端连接；

所述二极管D₉的正极分别与所述二极管D₁₁的正极、所述电容C₃的负极、所述二极管D₇的正极以及所述电容C₄的负极连接；

所述二极管D₁₁的负极分别与所述二极管D₁₀的正极以及所述第二副边绕组的第二端连接；

所述二极管D₁₀的负极分别与所述二极管D₈的负极、所述电容C₃的正极、所述二极管D₇的负极以及所述电感线圈L₁的一端连接；

所述电感线圈L₁的另一端与所述电容C₄的正极连接。

结合本实用新型第一方面的第七种可能的实现方式，在本实用新型第一方面的第八种可能的实现方式中，所述原边处理电路包括电感线圈L₂、电感线圈 L₃、电容C₅、电容C₆、开关S₁、开关S₂、开关S₃、开关S₄、开关S₅和二极管 D₁₂，其中：

所述电感线圈L₃的一端分别与所述二极管D₁₂的正极以及所述开关S₅的一端连接；

所述二极管D₁₂的负极分别与所述电容C₆的正极、所述开关S₁的一端以及所述开关S₃的一端连接；

所述开关S₅的另一端分别与所述电容C₆的负极、所述开关S₂的一端以及所述开关S₄的一端连接；

所述开关S₁的另一端分别与所述开关S₂的另一端以及所述电感线圈L₂的一端连接；

所述开关S₃的另一端分别与所述开关S₄的另一端以及所述电容C₅的一端连接；

所述电感线圈L₂的另一端与所述原边绕组的第一端连接，所述电容C₅的另一端与所述原边绕组的第二端连接。

本实用新型实施例第二方面提供一种集成车载充电机，包括上述的集成车载充电机电路。

在本实用新型中，当控制单元的固定端与第一选择端连接时，整流电路、原边处理电路、变压器以及第一副边处理电路形成的第一处理电路用于将市电的第一部分能量传输到动力电池；整流电路、原边处理电路、变压器以及第二副边处理电路形成的第二处理电路用于将市电的第二部分能量传输到低压电池；当控制单元的固定端与第二选择端连接时，原边处理电路、变压器以及第一副边处理电路形成的第三处理电路用于将动力电池的第一部分能量回馈到动力电池，原边处理电路、变压器以及第二副边处理电路形成的第四处理电路用于将动力电池的第二部分能量传输到低压电池；通过控制变压器的第一副边绕组与第二副边绕组之间的距离，进而控制漏感、控制耦合，从而实现将市电的能量通过不同的处理电路传输到动力电池和低压电池，以及将动力电池的能量通过不同的处理电路回馈到动力电池和传输到低压电池。解决了传统集成车载充电机功能单一，难以满足集成车载充电机在未来场景中的多样化使用需求的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或背景技术中所涉及到的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型实施例提供的第一种集成车载充电机电路的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第二种集成车载充电机电路的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的第三种集成车载充电机电路的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的第四种集成车载充电机电路的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的第五种集成车载充电机电路的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在常用的车载OBC解决方案中，OBC一般独立于DC/DC变换器设置，该方案虽然节省了部分结构件和端口配线，但仍需要大量的电气元件，成本高、体积大，集成化程度较低。市电输入通过EMC滤波电路、单相整流电路、PFC功率校正电路、OBC输入侧开关电路进入OBC主变压器，再通过OBC输出侧整流电路、OBC输出侧滤波电路将能量传递给动力电池组，动力电池组将能量通过 DC/DC输出侧EMC滤波电路、DC/DC输入侧开关的电路传递给DC/DC主变压器，并通过DC/DC主变压器将能量通过DC/DC输出侧整流电路、DC/DC输出侧滤波电路传输给蓄电池。现有的电气集成方案只能实现电池充电的单一功能，并不能满足现实的多样性需求。

针对上述问题，本实用新型实施例提出一种集成车载充电机电路及集成车载充电机，该集成车载充电机电路包括原边处理电路、变压器、第一副边处理电路、第二副边处理电路、开关K₁、开关K₂、动力电池、低压电池、控制单元和整流电路，其中：

变压器包括原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，控制单元包括固定端、第一选择端和第二选择端，第一副边绕组、第一副边处理电路、开关K₁以及动力电池依次连接；第二副边绕组、第二副边处理电路、开关K₂以及低压电池依次连接；原边处理电路的一端与原边绕组连接，原边处理电路的另一端与固定端连接；整流电路的一端与第一选择端连接，整流电路的另一端与市电连接；第二选择端与动力电池连接；

控制单元用于控制固定端与第一选择端或第二选择端连接，当固定端与第一选择端连接时，整流电路、原边处理电路、变压器以及第一副边处理电路形成的第一处理电路用于将市电的第一部分能量传输到动力电池；整流电路、原边处理电路、变压器以及第二副边处理电路形成的第二处理电路用于将市电的第二部分能量传输到低压电池；当固定端与第二选择端连接时，原边处理电路、变压器以及第一副边处理电路形成的第三处理电路用于将动力电池的第一部分能量回馈到动力电池，原边处理电路、变压器以及第二副边处理电路形成的第四处理电路用于将动力电池的第二部分能量传输到低压电池；通过控制变压器的第一副边绕组与第二副边绕组之间的距离，进而控制漏感、控制耦合，从而实现将市电的能量通过不同的处理电路传输到动力电池和低压电池，以及将动力电池的能量通过不同的处理电路回馈到动力电池和传输到低压电池。解决了传统集成车载充电机功能单一，难以满足集成车载充电机在未来场景中的多样化使用需求的问题。

下面结合附图对本实用新型实施例进行介绍。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供的第一种集成车载充电机电路的示意图，该集成车载充电机电路包括原边处理电路200、变压器300、第一副边处理电路400、第二副边处理电路500、开关K₁、开关K₂、动力电池600、低压电池700、控制单元800和整流电路900，其中：

变压器300包括原边绕组w₁、第一副边绕组w₂和第二副边绕组w₃，控制单元800包括固定端801、第一选择端802和第二选择端803，第一副边绕组 w₂、第一副边处理电路400、开关K₁以及动力电池600依次连接；第二副边绕组w₃、第二副边处理电路500、开关K₂以及低压电池700依次连接；原边处理电路200的一端与原边绕组w₁连接，原边处理电路200的另一端与固定端801 连接；整流电路900的一端与第一选择端802连接，整流电路900的另一端与市电连接；第二选择端803与动力电池600连接；

控制单元800用于控制固定端801与第一选择端802或第二选择端803连接，当固定端801与第一选择端802连接时，整流电路900、原边处理电路200、变压器300以及第一副边处理电路400形成的第一处理电路用于将市电的第一部分能量传输到动力电池600；整流电路900、原边处理电路200、变压器300 以及第二副边处理电路500形成的第二处理电路用于将市电的第二部分能量传输到低压电池700；

当固定端801与第二选择端803连接时，原边处理电路200、变压器300以及第一副边处理电路400形成的第三处理电路用于将动力电池600的第一部分能量回馈到动力电池600；原边处理电路200、变压器300以及第二副边处理电路500形成的第四处理电路用于将动力电池600的第二部分能量传输到低压电池700；

开关K₁用于控制第一处理电路及第三处理电路的导通或断开；开关K₂用于控制第二处理电路及第四处理电路的导通或断开；

作为一种可能的实施方式，当固定端801与第一选择端802连接，开关K₁及开关K₂均闭合时，第一处理电路导通，第二处理电路导通，集成车载充电机电路可将市电的能量同时传输到动力电池600和低压电池700；

同理，当开关K₁闭合、开关K₂断开时，第一处理电路导通，第二处理电路断开，集成车载充电机电路仅将市电的能量传输到动力电池600；

同理，当开关K₁断开、开关K₂闭合时，第一处理电路断开，第二处理电路导通，集成车载充电机电路仅将市电的能量传输到低压电池700；

作为一种可能的实施方式，当固定端801与第二选择端803连接，开关K₁及开关K₂均闭合时，第三处理电路导通，第四处理电路导通，集成车载充电机电路可将动力电池600的一部分能量回馈到动力电池600，将动力电池600的另一部分能量传输到低压电池700；

同理，当开关K₁闭合、开关K₂断开时，第三处理电路导通，第四处理电路断开，集成车载充电机电路仅将动力电池600的能量回馈到动力电池600；

同理，当开关K₁断开、开关K₂闭合时，第三处理电路断开，第四处理电路导通，集成车载充电机电路仅将动力电池600的能量传输到低压电池700；

原边绕组w₁、第一副边绕组w₂以及第二副边绕组w₃的总漏感L与原边绕组w₁、第一副边绕组w₂以及第二副边绕组w₃的总宽度w成反比例关系。

作为一种可能的实施方式，原边绕组w₁、第一副边绕组w₂以及第二副边绕组w₃的总漏感L与原边绕组w₁、第一副边绕组w₂以及第二副边绕组w₃的总宽度w的关系式为：

其中，L为原边绕组w₁与第一副边绕组w₂的漏感、原边绕组w₁与第二副边绕组w₃的漏感以及第一副边绕组w₂与第二副边绕组w₃的漏感的总漏感，N_p为原边绕组w₁的匝数，MLT为单匝的平均匝长，b为原边绕组w₁与绕组i的内外径之差，绕组i为第一副边绕组w₂或第二副边绕组w₃，w为原边绕组w₁、第一副边绕组w₂以及第二副边绕组w₃的总宽度。

作为一种可能的实施方式，第一副边绕组w₂与第二副边绕组之间的距离范围为5mm-50mm。

作为一种可能的实施方式，原边绕组w₁与第一副边绕组w₂的线圈结构为三明治绕法结构。

请参阅图2，图2是本实用新型实施例提供的第二种集成车载充电机电路的示意图，该集成车载充电机电路包括原边处理电路200、变压器300、第一副边处理电路400、第二副边处理电路500、开关K₁、开关K₂、动力电池600、低压电池700、控制单元800和整流电路900，其中：

变压器300包括原边绕组w₁、第一副边绕组w₂和第二副边绕组w₃，控制单元800包括开关K₃，开关K₃包括固定端1、固定端2、选择端3、选择端4、选择端5以及选择端6；其中，开关K₃为双刀双掷开关。

原边处理电路200包括电感线圈L₂、电感线圈L₃、电容C₅、电容C₆、开关 S₁、开关S₂、开关S₃、开关S₄、开关S₅和二极管D₁₂，其中：

电感线圈L₃的一端分别与二极管D₁₂的正极以及开关S₅的一端连接；

二极管D₁₂的负极分别与电容C₆的正极、开关S₁的一端以及开关S₃的一端连接；

开关S₅的另一端分别与电容C₆的负极、开关S₂的一端以及开关S₄的一端连接；

开关S₁的另一端分别与开关S₂的另一端以及电感线圈L₂的一端连接；

开关S₃的另一端分别与开关S₄的另一端以及电容C₅的一端连接；

电感线圈L₂的另一端与原边绕组w₁的第一端连接，电容C₅的另一端与原边绕组w₁的第二端连接。

可选地，电感线圈L₃的另一端与固定端1连接，开关S₅的另一端与固定端 2连接。

第一副边处理电路400包括二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄和电容C₁，其中：

二极管D₁的正极分别与二极管D₂的负极以及第一副边绕组w₂的第一端连接；

二极管D₂的正极分别与二极管D₄的正极以及电容C₁的负极连接；

二极管D₄的负极分别与二极管D₃的正极以及第一副边绕组w₂的第二端连接；

二极管D₃的负极分别与二极管D₁的负极以及电容C₁的正极连接。

第二副边处理电路500包括二极管D₅、二极管D₆、二极管D₇、电容C₃、电容C₄和电感线圈L₁，其中：

二极管D₅的负极分别与二极管D₆的负极、电容C₃的正极、二极管D₇的负极以及电感线圈L₁的一端连接；

二极管D₆的正极与第二副边绕组w₃的第一端连接，二极管D5的正极与第二副边绕组w₃的第二端连接；

电容C₃的负极分别与二极管D₇的正极、电容C₄的负极以及第二副边绕组 w₃的第三端连接；

电感线圈L₁的另一端与电容C4的正极连接。

整流电路900包括二极管D₁₃、二极管D₁₄、二极管D₁₅和二极管D₁₆，其中：

二极管D₁₃的负极与二极管D₁₅的负极连接；

二极管D₁₅的正极与二极管D₁₆的负极连接；

二极管D₁₆的正极与二极管D₁₄的正极连接；

二极管D₁₄的负极与二极管D₁₃的正极连接。

其中，二极管D₁至二极管D₇及二极管D₁₂至二极管D₁₆均为整流二极管。

可选地，开关K₃的选择端3分别与二极管D₁₃的负极以及二极管D₁₅的负极连接，开关K₃的选择端5分别与二极管D₁₄的正极以及二极管D₁₆的正极连接；固定端1与选择端3连接、固定端2与选择端5连接是同步的，即当固定端1与选择端3连接、固定端2与选择端5连接时，相当于控制单元的固定端与第一选择端连接。

可选地，开关K₃的选择端4分别与开关K₁的一端以及动力电池的一端连接，开关K₃的选择端6分别与动力电池的另一端、电容C₁的负极、二极管D₄的正极以及二极管D₂的正极连接；固定端1与选择端4连接、固定端2与选择端6 连接是同步的，即当固定端1与选择端4连接、固定端2与选择端6连接时，相当于控制单元的固定端与第二选择端连接。

可选地，开关K₁的另一端分别与电容C₁的正极、二极管D₃的负极以及二极管D₁的负极连接；开关K₂的一端分别与电感线圈L₁的另一端以及电容C₄的正极连接，开关K₂的另一端与低压电池700的一端连接；低压电池700的另一端分别与电容C₄的负极、二极管D₇的正极、电容C₃的负极以及第二副边绕组 w₃的第三端连接。

可选地，市电的一端分别与二极管D₁₃的正极以及二极管D₁₄的负极连接，市电的另一端分别与二极管D₁₅的正极和二极管D₁₆的负极连接。

请参阅图3，图3是本实用新型实施例提供的第三种集成车载充电机电路的示意图，该集成车载充电机电路包括原边处理电路200、变压器300、第一副边处理电路400、第二副边处理电路500、开关K₁、开关K₂、动力电池600、低压电池700、控制单元800和整流电路900，其中：

变压器300包括原边绕组w₁、第一副边绕组w₂和第二副边绕组w₃，控制单元800包括开关K₃，开关K₃包括固定端1、固定端2、选择端3、选择端4、选择端5以及选择端6；其中，开关K₃为双刀双掷开关。

原边处理电路200包括电感线圈L₂、电感线圈L₃、电容C₅、电容C₆、开关 S₁、开关S₂、开关S₃和二极管D₁₂，其中：

电感线圈L₃的一端分别与二极管D₁₂的正极以及开关S₃的一端连接；

二极管D₁₂的负极分别与电容C₆的正极以及开关S₁的一端连接；

开关S₃的另一端分别与电容C₆的负极、开关S₂的一端以及电容C₅的一端连接；

开关S₁的另一端分别与开关S₂的另一端以及电感线圈L₂的一端连接；

电感线圈L₂的另一端与原边绕组w₁的第一端连接，电容C₅的另一端与原边绕组w₁的第二端连接。

可选地，电感线圈L₃的另一端与固定端1连接，开关S₃的另一端与固定端 2连接。

第一副边处理电路400包括二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄和电容C₁，其中：

二极管D₁的正极分别与二极管D₂的负极以及第一副边绕组w₂的第一端连接；

二极管D₂的正极分别与二极管D₄的正极以及电容C₁的负极连接；

二极管D₄的负极分别与二极管D₃的正极以及第一副边绕组w₂的第二端连接；

二极管D₃的负极分别与二极管D₁的负极以及电容C₁的正极连接。

第二副边处理电路500包括二极管D₅、二极管D₆、二极管D₇、电容C₃、电容C₄和电感线圈L₁，其中：

二极管D₅的负极分别与二极管D₆的负极、电容C₃的正极、二极管D₇的负极以及电感线圈L₁的一端连接；

二极管D₆的正极与第二副边绕组w₃的第一端连接，二极管D5的正极与第二副边绕组w₃的第二端连接；

电容C₃的负极分别与二极管D₇的正极、电容C₄的负极以及第二副边绕组 w₃的第三端连接；

电感线圈L₁的另一端与电容C4的正极连接。

整流电路900包括二极管D₁₃、二极管D₁₄、二极管D₁₅和二极管D₁₆，其中：

二极管D₁₃的负极与二极管D₁₅的负极连接；

二极管D₁₅的正极与二极管D₁₆的负极连接；

二极管D₁₆的正极与二极管D₁₄的正极连接；

二极管D₁₄的负极与二极管D₁₃的正极连接。

其中，二极管D₁至二极管D₇及二极管D₁₂至二极管D₁₆均为整流二极管。

可选地，开关K₃的选择端3分别与二极管D₁₃的负极以及二极管D₁₅的负极连接，开关K₃的选择端5分别与二极管D₁₄的正极以及二极管D₁₆的正极连接；固定端1与选择端3连接、固定端2与选择端5连接是同步的，即当固定端1与选择端3连接、固定端2与选择端5连接时，相当于控制单元的固定端与第一选择端连接。

可选地，开关K₃的选择端4分别与开关K₁的一端以及动力电池600的一端连接，开关K₃的选择端6分别与动力电池600的另一端、电容C₁的负极、二极管D₄的正极以及二极管D₂的正极连接；固定端1与选择端4连接、固定端2 与选择端6连接是同步的，即当固定端1与选择端4连接、固定端2与选择端6 连接时，相当于控制单元的固定端与第二选择端连接。

可选地，开关K₁的另一端分别与电容C₁的正极、二极管D₃的负极以及二极管D₁的负极连接；开关K₂的一端分别与电感线圈L₁的另一端以及电容C₄的正极连接，开关K₂的另一端与低压电池700的一端连接；低压电池700的另一端分别与电容C₄的负极、二极管D₇的正极、电容C₃的负极以及第二副边绕组 w₃的第三端连接。

可选地，市电的一端分别与二极管D₁₃的正极以及二极管D₁₄的负极连接，市电的另一端分别与二极管D₁₅的正极以及二极管D₁₆的负极连接。

请参阅图4，图4是本实用新型实施例提供的第四种集成车载充电机电路的示意图，该集成车载充电机电路包括原边处理电路200、变压器300、第一副边处理电路400、第二副边处理电路500、开关K₁、开关K₂、动力电池600、低压电池700、控制单元800和整流电路900，其中：

变压器300包括原边绕组w₁、第一副边绕组w₂和第二副边绕组w₃，控制单元800包括开关K₃，开关K₃包括固定端1、固定端2、选择端3、选择端4、选择端5以及选择端6；其中，开关K₃为双刀双掷开关。

原边处理电路200包括电感线圈L₂、电感线圈L₃、电容C₅、电容C₆、开关 S₁、开关S₂、开关S₃和二极管D₁₂，其中：

电感线圈L₃的一端分别与二极管D₁₂的正极以及开关S₃的一端连接；

二极管D₁₂的负极分别与电容C₆的正极、开关S₁的一端以及电容C₅的一端连接；

开关S₃的另一端分别与电容C₆的负极以及开关S₂的一端连接；

开关S₁的另一端分别与开关S₂的另一端以及原边绕组w₁的第一端连接；

电容C₅的另一端与电感线圈L₂的一端连接，电感线圈L₂的另一端与原边绕组w₁的第二端连接。

可选地，电感线圈L₃的另一端与固定端1连接，开关S₃的另一端与固定端 2连接。

第一副边处理电路400包括二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、电容C₁和电容C₂，其中：

二极管D₁的正极分别与二极管D₂的负极以及第一副边绕组w₂的第一端连接；

二极管D₂的正极分别与二极管D₄的正极以及电容C₁的负极连接；

二极管D₄的负极分别与二极管D₃的正极以及电容C₂的一端连接，电容C₂的另一端与第一副边绕组w₂的第二端连接；

二极管D₃的负极分别与二极管D₁的负极以及电容C₁的正极连接。

第二副边处理电路500包括二极管D₇、二极管D₈、二极管D₉、二极管D₁₀、二极管D₁₁、电容C₃、电容C₄和电感线圈L₁，其中：

二极管D₈的正极分别与二极管D₉的负极以及第二副边绕组w₃的第一端连接；

二极管D₉的正极分别与二极管D₁₁的正极、电容C₃的负极、二极管D₇的正极以及电容C₄的负极连接；

二极管D₁₁的负极分别与二极管D₁₀的正极以及第二副边绕组w₃的第二端连接；

二极管D₁₀的负极分别与二极管D₈的负极、电容C₃的正极、二极管D₇的负极以及电感线圈L₁的一端连接；

电感线圈L₁的另一端与电容C₄的正极连接。

整流电路900包括二极管D₁₃、二极管D₁₄、二极管D₁₅和二极管D₁₆，其中：

二极管D₁₃的负极与二极管D₁₅的负极连接；

二极管D₁₅的正极与二极管D₁₆的负极连接；

二极管D₁₆的正极与二极管D₁₄的正极连接；

二极管D₁₄的负极与二极管D₁₃的正极连接。

其中，二极管D₁至二极管D₄及二极管D₇至二极管D₁₆均为整流二极管。

可选地，开关K₃的选择端3分别与二极管D₁₃的负极以及二极管D₁₅的负极连接，开关K₃的选择端5分别与二极管D₁₄的正极以及二极管D₁₆的正极连接；固定端1与选择端3连接、固定端2与选择端5连接是同步的，即当固定端1与选择端3连接、固定端2与选择端5连接时，相当于控制单元的固定端与第一选择端连接。

可选地，开关K₃的选择端4分别与开关K₁的一端以及动力电池600的一端连接，开关K₃的选择端6分别与动力电池600的另一端、电容C₁的负极、二极管D₄的正极以及二极管D₂的正极连接；固定端1与选择端4连接、固定端2 与选择端6连接是同步的，即当固定端1与选择端4连接、固定端2与选择端6 连接时，相当于控制单元的固定端与第二选择端连接。

可选地，开关K₁的另一端分别与电容C₁的正极、二极管D₃的负极以及二极管D₁的负极连接；开关K₂的一端分别与电感线圈L₁的另一端以及电容C₄的正极连接，开关K₂的另一端与低压电池700的一端连接；低压电池700的另一端分别与电容C₄的负极、二极管D₇的正极、电容C₃的负极、二极管D₁₁的正极以及二极管D₉的正极连接。

可选地，市电的一端分别与二极管D₁₃的正极以及二极管D₁₄的负极连接，市电的另一端分别与二极管D₁₅的正极以及二极管D₁₆的负极连接。

请参阅图5，图5是本实用新型实施例提供的第五种集成车载充电机电路的示意图，该集成车载充电机电路包括原边处理电路200、变压器300、第一副边处理电路400、第二副边处理电路500、开关K₁、开关K₂、动力电池600、低压电池700、控制单元800和整流电路900，其中：

变压器300包括原边绕组w₁、第一副边绕组w₂和第二副边绕组w₃，控制单元800包括开关K₃，开关K₃包括固定端1、固定端2、选择端3、选择端4、选择端5以及选择端6；其中，开关K₃为双刀双掷开关。

原边处理电路200包括电感线圈L₂、电感线圈L₃、电容C₅、电容C₆、电容 C₇、开关S₁、开关S₂、开关S₃和二极管D₁₂，其中：

电感线圈L₃的一端分别与二极管D₁₂的正极以及开关S₃的一端连接；

二极管D₁₂的负极分别与电容C₇的正极、开关S₁的一端以及电容C₅的一端连接；

开关S₃的另一端分别与电容C₇的负极、开关S₂的一端以及电容C₆的一端连接；

开关S₁的另一端分别与开关S₂的另一端以及原边绕组w₁的第一端连接；

电容C₅的另一端分别与电容C₆的另一端以及电感线圈L₂的一端连接，电感线圈L₂的另一端与原边绕组w₁的第二端连接。

可选地，电感线圈L₃的另一端与固定端1连接，开关S₃的另一端与固定端 2连接。

第一副边处理电路400包括二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄和电容C₁，其中：

二极管D₁的正极分别与二极管D₂的负极以及第一副边绕组w₂的第一端连接；

二极管D₂的正极分别与二极管D₄的正极以及电容C₁的负极连接；

二极管D₄的负极分别与二极管D₃的正极以及第一副边绕组w₂的第二端连接；

二极管D₃的负极分别与二极管D₁的负极以及电容C₁的正极连接。

第二副边处理电路500包括二极管D₅、二极管D₆、二极管D₇、电容C₃、电容C₄和电感线圈L₁，其中：

二极管D₅的负极分别与二极管D₆的负极、电容C₃的正极、二极管D₇的负极以及电感线圈L₁的一端连接；

二极管D₆的正极与第二副边绕组w₃的第一端连接，二极管D5的正极与第二副边绕组w₃的第二端连接；

电容C₃的负极分别与二极管D₇的正极、电容C₄的负极以及第二副边绕组 w₃的第三端连接；

电感线圈L₁的另一端与电容C4的正极连接。

整流电路900包括二极管D₁₃、二极管D₁₄、二极管D₁₅和二极管D₁₆，其中：

二极管D₁₃的负极与二极管D₁₅的负极连接；

二极管D₁₅的正极与二极管D₁₆的负极连接；

二极管D₁₆的正极与二极管D₁₄的正极连接；

二极管D₁₄的负极与二极管D₁₃的正极连接。

其中，二极管D₁至二极管D₇及二极管D₁₂至二极管D₁₆均为整流二极管。

可选地，开关K₃的选择端3分别与二极管D₁₃的负极以及二极管D₁₅的负极连接，开关K₃的选择端5分别与二极管D₁₄的正极以及二极管D₁₆的正极连接；固定端1与选择端3连接、固定端2与选择端5连接是同步的，即当固定端1与选择端3连接、固定端2与选择端5连接时，相当于控制单元的固定端与第一选择端连接。

可选地，开关K₃的选择端4分别与开关K₁的一端以及动力电池600的一端连接，开关K₃的选择端6分别与动力电池600的另一端、电容C₁的负极、二极管D₄的正极以及二极管D₂的正极连接；固定端1与选择端4连接、固定端2 与选择端6连接是同步的，即当固定端1与选择端4连接、固定端2与选择端6 连接时，相当于控制单元的固定端与第二选择端连接。

可选地，开关K₁的另一端分别与电容C₁的正极、二极管D₃的负极以及二极管D₁的负极连接；开关K₂的一端分别与电感线圈L₁的另一端以及电容C₄的正极连接，开关K₂的另一端与低压电池700的一端连接；低压电池700的另一端分别与电容C₄的负极、二极管D₇的正极、电容C₃的负极以及第二副边绕组 w₃的第三端连接。

可选地，市电的一端分别与二极管D₁₃的正极以及二极管D₁₄的负极连接，市电的另一端分别与二极管D₁₅的正极以及二极管D₁₆的负极连接。

作为一种可能的实施方式，该集成车载充电器机电路中的开关K₁、开关K₂和开关K₃均包括以下至少一种：继电器KA、金属半场效晶体管MOSFET、可控硅 SCR和绝缘栅双极型晶体管IGBT。

可以看出，在本实用新型示例中，通过控制变压器的第一副边绕组与变压器的第二副边绕组之间的距离，进而控制漏感、控制耦合，从而实现将市电的能量通过不同的处理电路传输到动力电池和低压电池，以及将动力电池的能量通过不同的处理电路回馈到动力电池和传输到低压电池。解决了传统集成车载充电机功能单一，难以满足集成车载充电机在未来场景中的多样化使用需求的问题。

本实用新型实施例提供一种集成车载充电机，包括上述的集成车载充电机电路。

需要说明的是，对于前述的各实用新型实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本实用新型并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本实用新型，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本实用新型所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实现方式及应用范围上均会有改变之处，综上上述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种集成车载充电机电路，其特征在于，包括原边处理电路、变压器、第一副边处理电路、第二副边处理电路、开关K₁、开关K₂、动力电池、低压电池、控制单元和整流电路，其中：

所述变压器包括原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，所述控制单元包括固定端、第一选择端和第二选择端，所述第一副边绕组、所述第一副边处理电路、所述开关K₁以及所述动力电池依次连接；所述第二副边绕组、所述第二副边处理电路、所述开关K₂以及所述低压电池依次连接；所述原边处理电路的一端与所述原边绕组连接，所述原边处理电路的另一端与所述固定端连接；所述整流电路的一端与所述第一选择端连接，所述整流电路的另一端与市电连接；所述第二选择端与所述动力电池连接；

所述控制单元用于控制所述固定端与所述第一选择端或所述第二选择端连接，当所述固定端与所述第一选择端连接时，所述整流电路、所述原边处理电路、所述变压器以及所述第一副边处理电路形成的第一处理电路用于将所述市电的第一部分能量传输到所述动力电池；所述整流电路、所述原边处理电路、所述变压器以及所述第二副边处理电路形成的第二处理电路用于将所述市电的第二部分能量传输到所述低压电池；

当所述固定端与所述第二选择端连接时，所述原边处理电路、所述变压器以及所述第一副边处理电路形成的第三处理电路用于将所述动力电池的第一部分能量回馈到所述动力电池；所述原边处理电路、所述变压器以及所述第二副边处理电路形成的第四处理电路用于将所述动力电池的第二部分能量传输到所述低压电池；

所述开关K₁用于控制所述第一处理电路及所述第三处理电路的导通或断开；所述开关K₂用于控制所述第二处理电路及所述第四处理电路的导通或断开；

所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总漏感与所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总宽度成反比例关系。

2.根据权利要求1所述的集成车载充电机电路，其特征在于，所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总漏感与所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总宽度的关系式为：

其中，所述L为所述原边绕组与所述第一副边绕组的漏感、所述原边绕组与所述第二副边绕组的漏感以及所述第一副边绕组与所述第二副边绕组的漏感的总漏感，所述N_p为所述原边绕组的匝数，所述MLT为单匝的平均匝长，所述b为所述原边绕组与绕组i的内外径之差，所述绕组i为所述第一副边绕组或所述第二副边绕组，所述w为所述原边绕组、所述第一副边绕组以及所述第二副边绕组的总宽度。

3.根据权利要求1或2所述的集成车载充电机电路，其特征在于，所述第一副边绕组与所述第二副边绕组之间的距离范围为5mm-50mm。

4.根据权利要求3所述的集成车载充电机电路，其特征在于，所述原边绕组与所述第一副边绕组的线圈结构为三明治绕法结构。

5.根据权利要求4所述的集成车载充电机电路，其特征在于，所述第一副边处理电路包括二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄和电容C₁，其中：

所述二极管D₁的正极分别与所述二极管D₂的负极以及所述第一副边绕组的第一端连接；

所述二极管D₂的正极分别与所述二极管D₄的正极以及所述电容C₁的负极连接；

所述二极管D₄的负极分别与所述二极管D₃的正极以及所述第一副边绕组的第二端连接；

所述二极管D₃的负极分别与所述二极管D₁的负极以及所述电容C₁的正极连接。

6.根据权利要求5所述的集成车载充电机电路，其特征在于，所述第一副边处理电路还包括电容C₂，其中：

所述电容C₂的一端与所述第一副边绕组的第二端连接，所述电容C₂的另一端与所述二极管D₃的正极连接。

7.根据权利要求5或6所述的集成车载充电机电路，其特征在于，所述第二副边处理电路包括二极管D₅、二极管D₆、二极管D₇、电容C₃、电容C₄和电感线圈L₁，其中：

所述二极管D₅的负极分别与所述二极管D₆的负极、所述电容C₃的正极、所述二极管D₇的负极以及所述电感线圈L₁的一端连接；

所述二极管D₆的正极与所述第二副边绕组的第一端连接，所述二极管D₅的正极与所述第二副边绕组的第二端连接；

所述电容C₃的负极分别与所述二极管D₇的正极、所述电容C₄的负极以及所述第二副边绕组的第三端连接；

所述电感线圈L₁的另一端与所述电容C₄的正极连接。

8.根据权利要求5或6所述的集成车载充电机电路，其特征在于，所述第二副边处理电路包括二极管D₇、二极管D₈、二极管D₉、二极管D₁₀、二极管D₁₁、电容C₃、电容C₄和电感线圈L₁，其中：

所述二极管D₈的正极分别与所述二极管D₉的负极以及所述第二副边绕组的第一端连接；

所述二极管D₉的正极分别与所述二极管D₁₁的正极、所述电容C₃的负极、所述二极管D₇的正极以及所述电容C₄的负极连接；

所述二极管D₁₁的负极分别与所述二极管D₁₀的正极以及所述第二副边绕组的第二端连接；

所述二极管D₁₀的负极分别与所述二极管D₈的负极、所述电容C₃的正极、所述二极管D₇的负极以及所述电感线圈L₁的一端连接；

所述电感线圈L₁的另一端与所述电容C₄的正极连接。

9.根据权利要求8所述的集成车载充电机电路，其特征在于，所述原边处理电路包括电感线圈L₂、电感线圈L₃、电容C₅、电容C₆、开关S₁、开关S₂、开关S₃、开关S₄、开关S₅和二极管D₁₂，其中：

所述电感线圈L₃的一端分别与所述二极管D₁₂的正极以及所述开关S₅的一端连接；

所述二极管D₁₂的负极分别与所述电容C₆的正极、所述开关S₁的一端以及所述开关S₃的一端连接；

所述开关S₅的另一端分别与所述电容C₆的负极、所述开关S₂的一端以及所述开关S₄的一端连接；

所述开关S₁的另一端分别与所述开关S₂的另一端以及所述电感线圈L₂的一端连接；

所述开关S₃的另一端分别与所述开关S₄的另一端以及所述电容C₅的一端连接；

所述电感线圈L₂的另一端与所述原边绕组的第一端连接，所述电容C₅的另一端与所述原边绕组的第二端连接。

10.一种集成车载充电机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的集成车载充电机电路。