[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

摘要

本申请涉及用于基于GaN基电源装置的电池充电器的系统架构。该系统在其输入处使用功率因子修正的控制且在其输出处使用恒定电流/恒定电压调节，来利用用于电源转换的有功电子电路。具体地，提出了一种通用GaN基电池充电器架构，其用于使用三相230V变频或三相115V恒定频率AC输入电源二者之一，对低压电池或高压电池二者之一充电，同时满足严格的电力质量和电磁干扰航空航天要求。

主权项

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)。