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原文传递分布式单级车载充电装置及其方法

专利名称：	分布式单级车载充电装置及其方法
摘要：	一种分布式单级车载充电装置，包含：一第一变压器，具有第一初级绕组与第一次级绕组；一第一电容，连接该第一初级绕组；一第一电感，连接该第一电容，该第一电容位于该第一电感与该第一变压器之间；一第一晶体管，连接该第一电容与该第一电感；一第一二极管，连接该第一次级绕组；一第二变压器，具有第二初级绕组与第二次级绕组，该第二变压器与该第一变压器并联；一第二电容，连接该第二初级绕组；一第二电感，连接该第二电容，该第二电容位于该第二电感与该第二变压器之间；以及一第二晶体管，连接该第二电容与该第二电感。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	中国台湾;71
申请人：	财团法人工业技术研究院
发明人：	曾南雄;林俊辰;苏协泰;赖日生;林金亨
专利状态：	有效
申请日期：	2017-12-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201711435043.2
公开号：	CN110014986A
代理机构：	北京律诚同业知识产权代理有限公司
代理人：	梁挥;李岩
分类号：	B60L53/22(2019.01);B;B60;B60L;B60L53
申请人地址：	中国台湾新竹县竹东镇中兴路四段195号
主权项：	1.一种分布式单级车载充电装置，其特征在于，包含：一第一变压器，具有第一初级绕组与第一次级绕组；一第一电容，连接该第一初级绕组；一第一电感，连接该第一电容，该第一电容位于该第一电感与该第一变压器之间；一第一晶体管，连接该第一电容与该第一电感；一第一二极管，连接该第一次级绕组；一第二变压器，具有第二初级绕组与第二次级绕组，该第二变压器与该第一变压器并联；一第二电容，连接该第二初级绕组；一第二电感，连接该第二电容，该第二电容位于该第二电感与该第二变压器之间；一第二晶体管，连接该第二电容与该第二电感；以及一第二二极管，连接该第二次级绕组，该第一二极管与该第二二极管并联。 2.如权利要求1所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，该第一初级绕组的起绕端连接该第一电容，该第一次级绕组连接该第一二极管的阳极。 3.如权利要求1所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，该第二初级绕组的起绕端连接该第二电容，该第二次级绕组连接该第二二极管的阳极。 4.如权利要求1所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，该第一初级绕组的末端连接该第二初级绕组的末端、该第一晶体管的源极、及该第二晶体管的源极，该第一次级绕组的末端及该第二次级绕组的末端接地。 5.如权利要求1所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，该第一晶体管的漏极同时连接该第一电容与该第一电感，该第二晶体管的漏极同时连接该第二电容与该第二电感，该第一晶体管的源极连接该第二晶体管的源极。 6.如权利要求1所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，另包含：一电磁干扰滤波器，位于该第一电感与一交流电源之间，也位于该第二电感与该交流电源之间，该第一电感的起绕端与该第二电感的起绕端分别连接该电磁干扰滤波器。 7.如权利要求6所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，另包含：一全桥整流器，该全桥整流器的交流端连接该电磁干扰滤波器，该全桥整流器的一直流端连接该第一电感与该第二电感，该全桥整流器的另一直流端连接该第一初级绕组的末端、该第二初级绕组的末端、该第一晶体管的源极、及该第二晶体管的源极。 8.如权利要求1所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，另包含：一第三电容，连接该第一二极管的阴极及该第二二极管的阴极，该第三电容的另一端接地。 9.如权利要求8所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，另包含：一车用充电电池，该车用充电电池的阴极接地；以及一第三二极管，该第三二极管的阳极连接该第三电容、该第一二极管的该阴极、及该第二二极管的该阴极，该车用充电电池的阳极连接该第三二极管的阴极。 10.如权利要求1所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，另包含：一第四二极管，该第四二极管的阴极连接该第一电感的起绕端；以及一第五二极管，该第五二极管的阴极连接该第二电感的起绕端，其中该第四二极管的阳极连接该第五二极管的阳极、该第一晶体管的源极、该第二晶体管的源极、该第一初级绕组的末端、及该第二初级绕组的末端。 11.如权利要求1所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，另包含：一充电模式控制电路，耦合该第一晶体管与该第二晶体管；以及一功率因子修正控制电路，连接该充电模式控制电路，该功率因子修正控制电路的输出端分别连接该第一晶体管的栅极与该第二晶体管的栅极。 12.如权利要求11所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，该充电模式控制电路包含：一第一加法器，连接一电流回馈端及一电流参考命令端，用以输出该电流回馈端与该电流参考命令端的差值；一第六二极管，连接该第一加法器；一第二加法器，连接一电压回馈端及一电压参考命令端，用以输出该电压回馈端与该电压参考命令端的差值；以及一第七二极管，连接该第二加法器，该第六二极管与该第七二极管并联。 13.如权利要求12所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，该充电模式控制电路包含：一第一比例积分控制器，该第一比例积分控制器的输入端连接该第六二极管的阳极与该第七二极管的阳极；以及一低通滤波器，该低通滤波器的输入端连接该第一比例积分控制器的输出端。 14.如权利要求11所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，该功率因子修正控制电路包含：一乘法器，连接该充电模式控制电路的输出端、及一全波整流交流电压端；一第三加法器，连接该乘法器的输出端、及一全波整流交流电流端；一第二比例积分控制器，连接该第三加法器的输出端；以及一振幅限制器，连接该第二比例积分控制器的输出端。 15.如权利要求14所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，该功率因子修正控制电路包含：一第一比较器，该第一比较器的正端连接该第二比例积分控制器，该第一比较器的负端连接一高频锯齿波端；一第二比较器，该第二比较器的正端连接一交流电压端，该第二比较器的负端接地；一第一与门；以及一第二与门，其中该第一比较器的输出端连接该第一与门、与该第二与门，该第二比较器的输出端连接该第一与门。 16.如权利要求15所述的分布式单级车载充电装置，其特征在于，该功率因子修正控制电路包含：一非门，位于该第二与门与该第二比较器之间，该非门的输入端连接该第二比较器的该输出端，该非门的输出端连接该第二与门。 17.一种分布式单级车载充电方法，其特征在于，包含：输入一交流电源；判定定电压充电模式或定电流充电模式；对该交流电源的交流电流端与交流电压端进行功率因素修正；在该交流电源的上半波时，利用第一变压器，进行升压或降压转换；在该交流电源的下半波时，利用第二变压器，进行升压或降压转换；以及输出一脉动直流电流。 18.如权利要求17所述的分布式单级车载充电方法，其特征在于，在该判定定电压充电模式或定电流充电模式的步骤包含：将一电流回馈值与一电流参考命令值相减，产生一电流误差信号；将一电压回馈值与一电压参考命令值相减，产生一电压误差信号；以及比较该电流误差信号与该电压误差信号的量值大小。 19.如权利要求18所述的分布式单级车载充电方法，其特征在于，在该判定定电压充电模式或定电流充电模式的步骤包含：根据该比较量值大小的结果，判断该电流误差信号或该电压误差信号进入一第一比例积分控制器，并且进行比例积分调节；以及该第一比例积分控制器的输出信号进入一低通滤波器，产生一充电控制信号。 20.如权利要求17所述的分布式单级车载充电方法，其特征在于，在对该交流电源的该交流电流端与该交流电压端进行功率因素修正的步骤包含：利用一乘法器，将一充电控制信号与一全波整流交流电压相乘，产生一交流电流参考命令；以及利用一加法器，将该交流电流参考命令与一全波整流交流电流相减，产生一交流电流误差命令。 21.如权利要求20所述的分布式单级车载充电方法，其特征在于，在对该交流电源的该交流电流端与该交流电压端进行功率因素修正的步骤中，包含：利用一第二比例积分控制器，将该交流电流误差命令进行比例积分补偿调节；以及利用一振幅限制器，接收该第二比例积分控制器的输出信号，并且产生一功率因子修正控制信号。 22.如权利要求21所述的分布式单级车载充电方法，其特征在于，在对该交流电源的该交流电流端与该交流电压端进行功率因素修正的步骤包含：利用一第一比较器，接收该功率因子修正控制信号与一锯齿波信号；利用一第二比较器，接收该交流电源与接地信号；利用一第一与门，联集该第一比较器的输出信号与该第二比较器的输出信号；以及利用一第二与门，联集该第一比较器的该输出信号与该第二比较器的该输出信号的一反相信号。 23.如权利要求17所述的分布式单级车载充电方法，其特征在于，在该交流电源的该上半波时，利用该第一变压器，进行升压或降压转换的步骤包含：导通第一晶体管，关闭第二晶体管，导通第一电容、第一电感、及该第一变压器的第一初级绕组的回路，并且该第一变压器产生一次电流；以及关闭该第一晶体管，关闭该第二晶体管，该第一变压器产生二次电流，并且导通第一二极管、及车用充电电池的回路。 24.如权利要求17所述的分布式单级车载充电方法，其特征在于，在该交流电源的该下半波时，利用该第二变压器，进行升压或降压转换的步骤包含：关闭第一晶体管，导通第二晶体管，导通第二电容、第二电感、与该第二变压器的第二初级绕组的回路，并且该第二变压器产生一次电流；以及关闭该第一晶体管，关闭该第二晶体管，该第二变压器产生二次电流，并且导通第二二极管、及车用充电电池的回路。
所属类别：	发明专利