[发明专利]用于基于GaN基电源装置的电池充电器的系统架构

权利要求书

1.一种电池充电器，所述电池充电器包括：

第一DC链路导体(30a)和第二DC链路导体(30b)；

AC至DC整流器，所述AC至DC整流器连接至所述第一DC链路导体和所述第二DC链路导体，并且被配置为将AC电压转换成跨所述第一DC链路导体和所述第二DC链路导体的DC链路电压；以及

DC至DC转换器(18)，所述DC至DC转换器(18)包括：第一对输出端子(76、78)和第二对输出端子(88、90)；第一输入端子(32)和第二输入端子(34)，所述第一输入端子(32)和所述第二输入端子(34)连接到所述第一DC链路导体和所述第二DC链路导体；第一开关(K1)，所述第一开关(K1)连接到所述第一对输出端子中的一个；第二开关(K2)，所述第二开关(K2)连接到所述第二对输出端子中的一个；以及多个电源开关，所述多个电源开关跨所述第一输入端子和所述第二输入端子串联连接，

其中，所述DC至DC转换器被配置为，当所述第一开关闭合且所述第二开关断开时，根据所述DC链路电压来输出用于对连接到所述第一对输出端子的低压电池进行充电的DC电流，并且所述DC至DC转换器还被配置为，当所述第一开关断开且所述第二开关闭合时，根据所述DC链路电压来输出用于对连接到所述第二对输出端子的高压电池进行充电的DC电流，

其中，所述DC至DC转换器还被配置为，当所述第一开关闭合且所述第二开关断开时在谐振转换器模式下操作，并且当所述第一开关断开且所述第二开关闭合时在降压转换器模式下操作，

其特征在于，所述多个电源开关包括第一电源开关(60a)、第二电源开关(60b)、第三电源开关(60c)和第四电源开关(60d)，所述第二对输出端子中的另一个连接到所述第二输入端子，并且所述DC至DC转换器还包括：

电感器(64)，所述电感器(64)连接到所述第二电源开关和所述第三电源开关之间的中点；

变压器(68)，所述变压器(68)包括初级绕组和第一次级绕组，所述初级绕组的第一端子通过所述电感器(64)联接到所述第二电源开关和所述第三电源开关之间的中点，所述初级绕组将所述电感器(64)连接到所述第二开关(K2)；以及

第一电容器(66)，所述第一电容器(66)将所述初级绕组的第二端子联接到所述第二输入端子(34)。

2.据权利要求1所述的电池充电器，其中，所述多个电源开关是氮化镓基晶体管。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的电池充电器，其中，所述变压器还包括第二次级绕组，所述第二次级绕组串联连接到所述第一次级绕组，并且所述第一对输出端子中的另一个连接到所述第一次级绕组与所述第二次级绕组之间的中点。

4.根据权利要求3所述的电池充电器，其中，所述DC至DC转换器还包括：

第一接头，当所述第一开关闭合时所述第一接头连接到所述第一对输出端子中的所述一个；

第三开关，所述第三开关在闭合时将所述第一接头连接到所述第一次级绕组；以及

第四开关，所述第四开关在闭合时将所述第一接头连接到所述第二次级绕组。

5.根据权利要求4所述的电池充电器，其中，所述第三开关和所述第四开关是MOSFET晶体管。

6.根据权利要求4至5中任一项所述的电池充电器，其中，所述DC至DC转换器还包括：

第二接头，所述第二接头布置在所述第一对输出端子中的所述一个与所述第一开关之间；

第三接头，所述第三接头布置在所述第一对输出端子中的另一个与所述第一次级绕组和所述第二次级绕组之间的中点之间；以及

第二电容器，所述第二电容器布置在所述第二接头与所述第三接头之间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池充电器，其中，所述AC至DC整流器包括Vienna式升压整流器。