[发明专利]反向预充电路及控制方法和车载三端口充电机及控制方法

说明书

本发明公开了反向预充电路及控制方法和车载三端口充电机及控制方法，其中反向预充电路包括双向DCDC变换器，双向DCDC变换器包括依次连接的第一转换模块、变压器T1和第二转换模块，反向预充模式中，电能从第二转换模块向连接第一转换模块的用电设备等效电容进行预充电；反向供电模式中，电能从第二转换模块向第一转换模块供电；正向供电模式中，电能从第一转换模块向第二转换模块供电；反本发明将预充电功能集成在DCDC变换器中，复用现有DCDC器件，减小开关电源体积、降低了整机成本；同时具有操作简便运行可靠的优点。

技术领域

本发明涉及电源电路，尤其涉及一种反向预充电路及控制方法和车载三端口充电机及控制方法。

背景技术

随着节能减排以及控制大气污染的需求，新能源汽车逐渐在市场商用，而电动汽车更是新能源汽车的主力军。电动汽车用电设备的输入侧因为有EMC的原因，都存在较大的电容。动力电池电压接通瞬间，整个回路之间很大的电流，容易对保险，继电器，整车零件造成损伤。为防止这种电流冲击，一般需要进行预充电，限制电源接通瞬间的充电电流，以保护元器件不会因大电流而损坏。

现有技术常见的做法是增加预充电回路（预充电路可放在整车，也可单独放在DCDC内），先逐渐给电容充电，再闭合继电器进行充电，如图1所示。其缺点是需要增加电阻，还有两个继电器，既增加体积，又增加了成本。

专利CN111376760A，虽然舍弃了独立的预充电回路，但DCDC需要增加复位电感，复位电路整流二极管，以完成开关电源的反向预充电。虽然相比预充电路减小了成本，但因为有复位电路的存在，整机的体积和成本也不是最优。

因此，如何设计一种将预充电功能集成在DCDC变换器中，复用现有DCDC器件，减小体积、降低成本的反向预充电路是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种反向预充电路及控制方法和车载三端口充电机及控制方法。

本发明采用的技术方案是设计一种反向预充电路，包括双向DCDC变换器，所述双向DCDC变换器包括依次连接的第一转换模块、变压器和第二转换模块，所述反向预充电路具有反向预充模式、反向供电模式和正向供电模式；所述反向预充模式中，电能从第二转换模块向连接第一转换模块的用电设备等效电容进行预充电；所述反向供电模式中，电能从第二转换模块向第一转换模块供电；所述正向供电模式中，电能从第一转换模块向第二转换模块供电。

所述第一转换模块连接高压直流母线、并通过电源开关S2连接高压动力电池，所述高压直流母线连接用电设备以及用电设备等效电容，第二转换模块连接低压蓄电池；所述反向预充模式中，电源开关S2为断开状态，低压蓄电池通过双向DCDC变换器向用电设备等效电容进行预充电；所述反向供电模式中，电源开关S2为断开状态，低压蓄电池通过双向DCDC变换器向用电设备供电；所述正向供电模式中，导通电源开关S2，高压动力电池向用电设备供电，或者高压动力电池向用电设备供电、同时通过双向DCDC变换器向低压蓄电池。

所述第一转换模块包括第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3和第四开关Q4，并采用全桥结构；所述第二转换模块包括第五开关Q5和第六开关Q6，所述变压器T1包括串联的第三副边绕组W3和第四副边绕组W4，所述第五开关Q5的漏极连接第四副边绕组W4的异名端，所述第六开关Q6的漏极连接第三副边绕组W3的同名端，第三副边绕组W3的异名端连接第四副边绕组W4的同名端、以及连接第七电容C7和第一电感L1的一端，第五开关Q5和第六开关Q6的源极共同连接第一开关S1和第五电容C5的一端、并连接所述低压蓄电池，第七电容C7的另一端连接第一开关S1的另一端，第一电感L1的另一端连接第五电容C5的另一端、并连接所述低压蓄电池。

本发明还设计了一种反向预充电路控制方法，所述反向预充电路采用上述的反向预充电路，所述控制方法包括：开机后先进行反向预充模式，反向预充结束后根据工作需要进行反向供电模式或正向供电模式。