(57)【要約】  本開示は、ＤＣＤＣコンバータ、車載充電器及び電気自動車を開示し、ＤＣＤＣコンバータは、第１の調整モジュールと、共振モジュールと、第２の調整モジュールと、コントローラとを含み、第１の調整モジュールは、充電時にＤＣＤＣコンバータの入力信号の周波数を調整し、或いは、放電時に共振モジュールの出力信号を整流し、共振モジュールは、充電時に第１の調整モジュールの出力信号を共振させ、或いは、放電時に第２の調整モジュールの出力信号を共振させ、第２の調整モジュールは、放電時に電池モジュールの出力信号の周波数を調整し、充電時に共振モジュールの出力信号を整流し、電流検出モジュールは、共振モジュールの電流信号を検出し、コントローラは、電流信号が電流閾値より大きい時に第１の調整モジュール及び第２の調整モジュールを制御して出力電力を低下させる。共振モジュールの電流信号を直接検出することにより、より正確でより速い応答が得られる。
2021522770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣＤＣコンバータであって、第１の調整モジュールと、共振モジュールと、第２の調整モジュールと、電流検出モジュールと、コントローラと、を含み、
前記第１の調整モジュールは、車両の電池モジュールを外部から充電する時にＤＣＤＣコンバータの入力信号の周波数を調整し、或いは、前記電池モジュールが外部に放電する時に前記共振モジュールの出力信号を整流し、
前記共振モジュールは、前記車両の前記電気モジュールを外部から充電する時に前記第１の調整モジュールの出力信号を共振させ、或いは、前記電気モジュールが外部に放電する時に前記第２の調整モジュールの出力信号を共振させ、
前記第２の調整モジュールは、前記車両の前記電池モジュールが外界に放電する時に前記電池モジュールの出力信号の周波数を調整し、或いは、前記電池モジュールを外部から充電する時に前記共振モジュールの出力信号を整流し、
前記電流検出モジュールは、前記共振モジュールの電流信号を検出し、
前記コントローラは、前記第１の調整モジュールの制御端子と前記第２の調整モジュールの制御端子にそれぞれ接続され、前記電流信号が電流閾値より大きい時に前記第１の調整モジュールと前記第２の調整モジュールを制御して出力電力を低下させる、
ＤＣＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記共振モジュールは、Ｎ経路の一次ＬＣ部と、Ｎ相変圧手段と、Ｎ経路の二次ＬＣ部とを含み、ここで、Ｎが１より大きい正の整数である、
請求項１に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記共振モジュールは、３経路の一次ＬＣ部と、三相変圧手段と、３経路の二次ＬＣ部とを含み、
前記３経路の一次ＬＣ部及び前記三相変圧手段は、前記ＤＣＤＣコンバータが前記電池モジュールを充電する時に、前記第１の調整モジュールの出力信号を共振させて高周波電流を生成し、
前記３経路の二次ＬＣ部及び前記三相変圧手段は、前記ＤＣＤＣコンバータが前記電池モジュールを放電させる時に、前記第２の調整モジュールの出力信号を共振させて高周波電流を生成する、
請求項１又は２に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項４】
前記第１の調整モジュールは、第１の三相ブリッジ回路を含み、前記第２の調整モジュールは、第２の三相ブリッジ回路を含み、
各経路の一次ＬＣ部の一端が前記第１の三相ブリッジ回路における対応する相アームの相線接続点に接続され、前記三相変圧手段の一次コイルの同極性端がそれぞれ、対応する一次ＬＣ部の他端に接続され、前記三相変圧手段の一次コイルの異極性端が互いに接続され、前記三相変圧手段の二次コイルの同極性端がそれぞれ、対応する二次ＬＣ部の一端に接続され、前記三相変圧手段の二次コイルの異極性端が互いに接続され、
前記第２の三相ブリッジ回路の各相アームの相線接続点が、対応する二次ＬＣ部の他端に接続され、
前記コントローラがそれぞれ前記第１の三相ブリッジ回路のスイッチトランジスタの制御端と前記第２の三相ブリッジ回路のスイッチトランジスタの制御端子に接続される、
請求項３に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項５】
前記第１の三相ブリッジ回路は、
第１のスイッチトランジスタと第２のスイッチトランジスタとを含み、前記第１のスイッチトランジスタの一端が前記第２のスイッチトランジスタの一端に接続され、前記第１のスイッチトランジスタの一端と前記第２のスイッチトランジスタの一端との間に、第１の相線接続点を有する第１の一相アームと、
第３のスイッチトランジスタと第４のスイッチトランジスタとを含み、前記第３のスイッチトランジスタの一端が前記第４のスイッチトランジスタの一端に接続され、前記第３のスイッチトランジスタの一端と前記第４のスイッチトランジスタの一端との間に、第２の相線接続点を有する第１の二相アームと、
第５のスイッチトランジスタと第６のスイッチトランジスタとを含み、前記第５のスイッチトランジスタの一端が前記第６のスイッチトランジスタの一端に接続され、前記第５のスイッチトランジスタの一端と前記第６のスイッチトランジスタの一端との間に、第３の相線接続点を有する第１の三相アームとを含み、
前記第１のスイッチトランジスタの他端と、前記第３のスイッチトランジスタの他端と、前記第５のスイッチトランジスタの他端とが互いに接続されて前記第１の三相ブリッジ回路の第１の端点を形成し、前記第２のスイッチトランジスタの他端と、前記第４のスイッチトランジスタの他端と、前記第６のスイッチトランジスタの他端とが互いに接続されて前記第１の三相ブリッジ回路の第２の端点を形成する、
請求項４に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項６】
前記第１の三相ブリッジ回路は、第１のコンデンサをさらに含み、
前記第１のコンデンサの一端が前記第１の三相ブリッジ回路の第１の端点に接続されて、前記第１のコンデンサの他端が前記第１の三相ブリッジ回路の第２の端点に接続される、
請求項５に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項７】
前記３経路の一次ＬＣ部は、第１の一次ＬＣ部と、第２の一次ＬＣ部と、第３の一次ＬＣ部とを含み、
前記第１の一次ＬＣ部は、第２のコンデンサと第１のインダクタとを含み、前記第２のコンデンサの一端が前記第１の相線接続点に接続され、前記第２のコンデンサの他端が前記第１のインダクタの一端に接続され、前記第１のインダクタの他端が、対応する相変圧手段の一次コイルの同極性端に接続され、
前記第２の一次ＬＣ部は、第３のコンデンサと第２のインダクタとを含み、前記第３のコンデンサの一端が前記第２の相線接続点に接続され、前記第３のコンデンサの他端が前記第２のインダクタの一端に接続され、前記第２のインダクタの他端が、対応する相変圧手段の一次コイルの同極性端に接続され、
前記第３の一次ＬＣ部は、第４のコンデンサと第３のインダクタとを含み、前記第４のコンデンサの一端が前記第３の相線接続点に接続され、前記第４のコンデンサの他端が前記第３のインダクタの一端に接続され、前記第３のインダクタの他端が、対応する相変圧手段の一次コイルの同極性端に接続される、
請求項５又は６に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項８】
前記三相変圧手段は、第１の相変圧手段と、第２の相変圧手段と、第３の相変圧手段とを含み、
前記第１の相変圧手段は、第１の一次コイルと第１の二次コイルとを含み、前記第１の一次コイルの同極性端が前記第１のインダクタの他端に接続され、前記第１の二次コイルの同極性端が、対応する二次ＬＣ部の一端に接続され、
前記第２の相変圧手段は、第２の一次コイルと第２の二次コイルとを含み、前記第２の一次コイルの同極性端が前記第２のインダクタの他端に接続され、前記第２の二次コイルの同極性端が、対応する二次ＬＣ部の一端に接続され、
前記第３の相変圧手段は、第３の一次コイルと第３の二次コイルとを含み、前記第３の一次コイルの同極性端が前記第３のインダクタの他端に接続され、前記第３の二次コイルの同極性端が、対応する二次ＬＣ部の一端に接続され、
前記第１の一次コイルの異極性端と、前記第２の一次コイルの異極性端と、前記第３の一次コイルの異極性端とが互いに接続され、前記第１の二次コイルの異極性端と、前記第２の二次コイルの異極性端と、前記第３の二次コイルの異極性端とが互いに接続される、
請求項７に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項９】
前記第２の三相ブリッジ回路は、
第７のスイッチトランジスタと第８のスイッチトランジスタとを含み、前記第７のスイッチトランジスタの一端が前記第８のスイッチトランジスタの一端に接続され、前記第７のスイッチトランジスタの一端と前記第８のスイッチトランジスタの一端との間に、第４の相線接続点を有する第２の一相アームと、
第９のスイッチトランジスタと第１０のスイッチトランジスタとを含み、前記第９のスイッチトランジスタの一端が前記第１０のスイッチトランジスタの一端に接続され、前記第９のスイッチトランジスタの一端と前記第１０のスイッチトランジスタの一端との間に、第５の相線接続点を有する第２の二相アームと、
第１１のスイッチトランジスタと第１２のスイッチトランジスタとを含み、前記第１１のスイッチトランジスタの一端が前記第１２のスイッチトランジスタの一端に接続され、前記第１１のスイッチトランジスタの一端と前記第１２のスイッチトランジスタの一端との間に、第６の相線接続点を有する第２の三相アームとを含み、
前記第７のスイッチトランジスタの他端と、前記第９のスイッチトランジスタの他端と、前記第１１のスイッチトランジスタの他端とが互いに接続されて前記第２の三相ブリッジ回路の第１の端点を形成し、前記第８のスイッチトランジスタの他端と、前記第１０のスイッチトランジスタの他端と、前記第１２のスイッチトランジスタの他端とが互いに接続されて前記第２の三相ブリッジ回路の第２の端点を形成する、
請求項８に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１０】
前記第２の三相ブリッジ回路は、第５のコンデンサをさらに含み、
前記第５のコンデンサの一端が前記第２の三相ブリッジ回路の第１の端点に接続され、前記第５のコンデンサの他端が前記第２の三相ブリッジ回路の第２の端点に接続されている、
請求項９に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１１】
前記３経路の二次ＬＣ部は、第１の二次ＬＣ部と、第２の二次ＬＣ部と、第３の二次ＬＣ部とを含み、
前記第１の二次ＬＣ部は、第４のインダクタと第６のコンデンサとを含み、前記第４のインダクタの一端が前記第１の二次コイルの同極性端に接続され、前記第４のインダクタの他端が前記第６のコンデンサの一端に接続され、前記第６のコンデンサの他端が前記第４の相線接続点に接続され、
前記第２の二次ＬＣ部は、第５のインダクタと第７のコンデンサとを含み、前記第５のインダクタの一端が前記第２の二次コイルの同極性端に接続され、前記第５のインダクタの他端が前記第７のコンデンサの一端に接続され、前記第７のコンデンサの他端が前記第５の相線接続点に接続され、
前記第３の二次ＬＣ部は、第６のインダクタと第８のコンデンサとを含み、前記第６のインダクタの一端が前記第３の二次コイルの同極性端に接続され、前記第６のインダクタの他端が前記第８のコンデンサの一端に接続され、前記第８のコンデンサの他端が前記第６の相線接続点に接続される、
請求項９又は１０に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１２】
前記電流検出モジュールは、
前記第１のインダクタの電流信号を収集する第１の収集手段と、
前記第２のインダクタの電流信号を収集する第２の収集手段と、
前記第３のインダクタの電流信号を収集する第３の収集手段と、
前記第４のインダクタの電流信号を収集する第４の収集手段と、
前記第５のインダクタの電流信号を収集する第５の収集手段と、
前記第６のインダクタの電流信号を収集する第６の収集手段とを含む、
請求項１１に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１３】
前記第１の収集手段、前記第２の収集手段、前記第３の収集手段、前記第４の収集手段、前記第５の収集手段及び前記第６の収集手段は、それぞれ結合インダクタ又は変流器である、
請求項１１又は１２に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１４】
前記電流検出モジュールは、
Ｎ個の変換手段をさらに含み、前記Ｎ個の変換手段のうち、第Ｎ番目の変換手段が第Ｎ番目の収集手段に接続されており、第Ｎ番目の変換手段が第Ｎ番目の収集手段により収集された電流信号を変換し、
Ｎは、１、２、３、または、６である、
請求項１２又は１３に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１５】
前記第Ｎ番目の変換手段は、
第Ｎ番目の収集手段により収集された電流信号を整流して整流信号を得る第Ｎ番目の整流回路と、
前記整流信号を電圧信号に変換する前記第Ｎ番目の電圧変換回路と、
前記電圧信号をＡＤ信号に変換する第Ｎ番目のボルテージフォロア回路と、
を含み、
前記コントローラは、前記ＡＤ信号が予め設定されたＡＤ値より大きい時に前記第１の三相ブリッジ回路及び前記第２の三相ブリッジ回路のスイッチトランジスタを制御して出力電力を低下させる、
請求項１４に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１６】
前記第N番目の整流回路は、第１のダイオードと、第２のダイオードと、第３のダイオードと、第４のダイオードとを含み、
前記第１のダイオードの一端が前記第２のダイオードの一端に接続され、前記第１のダイオードの一端と前記第２のダイオードの一端との間が第１の入力ノードを有し、前記第１の入力ノードが、対応する収集手段の第１の出力端子に接続され、前記第３のダイオードの一端が前記第４のダイオードの一端に接続され、前記第３のダイオードの一端と前記第４のダイオードの一端との間が第２の入力ノードを有し、前記第２の入力ノードが、対応する収集手段の第２の出力端子に接続され、前記第１のダイオードの他端が前記第３のダイオードの他端に接続されて第１の整流出力端子を形成し、前記第２のダイオードの他端が前記第４のダイオードの他端に接続され、かつ接地端子に接続され、
前記第Ｎ番目の電圧変換回路は第１の抵抗を含み、前記第１の抵抗の一端が前記第１の整流出力端子に接続され、前記第１の抵抗の他端が接地端子に接続され、
前記第Ｎ番目のボルテージフォロア回路は、第２の抵抗と、ボルテージフォロアと、第３の抵抗と、第９のコンデンサとを含み、前記第２の抵抗の一端が前記第１の抵抗の一端に接続され、前記ボルテージフォロアの正方向入力端子が前記第２の抵抗の他端に接続され、前記ボルテージフォロアの出力端子が前記第３の抵抗の一端に接続され、前記ボルテージフォロアの出力端子が前記ボルテージフォロアの負方向入力端子に接続され、前記第３の抵抗の他端が前記コントローラに接続され、前記第９のコンデンサの一端が前記第３の抵抗と前記コントローラとの間に接続され、前記第９のコンデンサの他端が接地端子に接続される、
請求項１５に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１７】
前記第Ｎ番目の変換手段は、
前記電流信号がトリップ閾値を超えた時に前記コントローラに停止信号を出力する第Ｎ番目の比較回路をさらに含み、前記コントローラは、前記停止信号を検出した時に前記第１の三相ブリッジ回路と前記第２の三相ブリッジ回路のスイッチトランジスタへの駆動をオフにする、
請求項１６に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１８】
前記第Ｎ番目の比較回路は、第４の抵抗と、第５の抵抗と、第１０のコンデンサと、比較器と、第１１のコンデンサと、第１２のコンデンサとを含み、
前記第４の抵抗の一端が前記第１の抵抗の一端に接続され、前記第４の抵抗の他端が前記第５の抵抗の一端に接続され、前記第１０のコンデンサの一端が、前記第４の抵抗の他端と前記第５の抵抗の一端との間に接続され、前記第１０のコンデンサの他端が接地端子に接続され、
前記比較器の第１の入力端子が前記第５の抵抗の他端に接続され、前記比較器の第２の入力端子が、第６の抵抗を介して基準電圧入力端子に接続され、前記比較器の第３の入力端が前記接地端子に接続され、第４の入力端が予め設定された電源に接続され、前記比較器の出力端子が第７の抵抗を介して前記コントローラに接続され、
前記第１１のコンデンサの一端が、前記比較器の第４の端と、前記予め設定された電源にそれぞれ接続され、前記第１１のコンデンサの他端が前記接地端子に接続され、前記第１２のコンデンサの一端が前記第７の抵抗と前記コントローラとの間に接続され、前記第１２のコンデンサの他端が前記接地端子に接続される、
請求項１７に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１９】
前記コントローラは、ＡＤ信号が予め設定されたＡＤ値よりも大きい時に、前記第１の三相ブリッジ回路及び前記第２の三相ブリッジ回路のスイッチトランジスタを制御して、
前記電池モジュールを外部から充電する時に、前記第１の一相アームのスイッチトランジスタ、前記第１の二相アームのスイッチトランジスタ、及び前記第１の三相アームのスイッチトランジスタのデューティ比を低下させるように制御して出力電力を低下させ、或いは、
前記電池モジュールが外部に放電する時に、前記第２の一相アームのスイッチトランジスタ、前記第２の二相アームのスイッチトランジスタ、及び前記第２の三相アームのスイッチトランジスタのデューティ比を低下させるように制御して出力電力を低下させる、
請求項１５〜１８のいずれか一項に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項２０】
三相ＰＦＣ回路と、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のＤＣＤＣコンバータとを含む、車載充電器。
【請求項２１】
請求項２０に記載の車載充電器を含むことを特徴とする、電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１８年４月２６日に提出された中国特許出願第２０１８１０３８５２００．１号に基づくものであり、かつその優先権を主張するものであり、その全ての内容は参照により本願に組み込まれるものとする。
【０００２】
本開示は、車両の技術分野に関し、特に、ＤＣＤＣコンバータ、該ＤＣＤＣコンバータを含む車載充電器、及び該車載充電器を搭載した電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００３】
電気自動車の絶え間ない発展に伴い、電気自動車の電池モジュールの容量が大きくなっている。充放電時間を節約するために、大容量の電池モジュールは、より大きな電力の双方向車載充電器を必要とする（以下、車載充電器と略称する）。現在、産業において主流になっている車載充電器の電力レベルは単相３．３ＫＷ／６．６ＫＷであり、大電力車載充電器の更なる需要に伴い、三相１０／２０／４０ＫＷの車載充電器の市場はますます大きくなる。
【０００４】
車載充電器の主電力トポロジは、一般的にＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｆａｃｔｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ、力率改善）＋双方向ＤＣＤＣという２つの部分を含み、ＰＦＣは力率改善の役割を果たし、双方向ＤＣＤＣは、エネルギーの制御可能な隔離伝送を実現し、車載充電器のコア電力変換手段であり、大電力の充放電の需要を満たすために、大電力の双方向ＤＣＤＣコンバータは、一般的にマルチモジュール並列を採用するが、マルチモジュール並列にはいくつかの問題があるため、システムのハードウェア回路設計及びソフトウェアアルゴリズムに対していずれも高い要求がなされている
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、関連技術における技術的問題の１つを少なくともある程度解決しようとする。
【０００６】
そのため、本開示の１つの実施例は、大電力車載充電器により好適に利用でき、コストが低く、構造が簡単であるＤＣＤＣコンバータを提案する。
【０００７】
本発明のさらに他の実施例は、該ＤＣＤＣコンバータを含む車載充電器を提案する。
【０００８】
本発明の更なる他の実施例は、該車載充電器を搭載した電気自動車を提案する。
【０００９】
上記目的を達成するために、本開示の第１の実施例に係るＤＣＤＣコンバータは、第１の調整モジュール、共振モジュール、第２の調整モジュール、電流検出モジュール及びコントローラを含み、前記第１の調整モジュールは、車両の電池モジュールを外部から充電する時にＤＣＤＣコンバータの入力信号の周波数を調整し、或いは、前記電池モジュールが外部に放電する時に前記共振モジュールの出力信号を整流し、前記共振モジュールは、車両の電気モジュールを外部から充電する時に前記第１の調整モジュールの出力信号を共振させ、或いは、前記電気モジュールが外部に放電する時に前記第２の調整モジュールの出力信号を共振させ、前記第２の調整モジュールは、車両の電池モジュールが外界に放電する時に前記電池モジュールの出力信号の周波数を調整し、或いは、前記電池モジュールを外部から充電する時に前記共振モジュールの出力信号を整流し、前記電流検出モジュールは、前記共振モジュールの電流信号を検出し、前記コントローラは、前記第１の調整モジュールの制御端子と前記第２の調整モジュールの制御端子にそれぞれ接続され、前記電流信号が電流閾値より大きい時に前記第１の調整モジュールと前記第２の調整モジュールを制御して出力電力を低下させる。
【００１０】
本開示の実施例に係るＤＣＤＣコンバータは、一般的な三相インターリーブＬＬＣ共振コンバータに比べて、共振モジュールが双方向共振可能であり、エネルギーの双方向伝送を実現し、出力リップル電流がより小さく、マルチモジュール並列方式に比べて、使用デバイスが少なく、コストが低く、電流検出モジュールにより共振モジュールの電流信号を直接収集し、出力電流フィードバックに比べて収集精度がより高く、応答がより速く、共振モジュールの電流をより効率的に監視することができ、電流信号が限度を超えた時に出力電力を低下させ、過大な負荷による破損を回避することができる。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の第２の実施例に係る車載充電器は、三相ＰＦＣ回路と、前記ＤＣＤＣコンバータとを含む。
【００１２】
本開示の実施例に係る車載充電器は、上記実施例におけるＤＣＤＣコンバータを用いることにより、大電力充放電を実現することができ、出力リップル電流が小さく、過電流保護機能の応答が迅速、かつ確実である。
【００１３】
上記目的を達成するために、本開示の第３の実施例に係る電気自動車は、前記車載充電器を含む。
【００１４】
本開示の実施例に係る電気自動車は、上記実施例における車載充電器１０００を取り付けることにより、大電力充放電を実現することができ、出力リップル電流が小さく、過電流保護機能の応答が迅速、かつ確実である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】関連技術における３モジュールが並列接続した双方向ＤＣＤＣ回路トポロジの概略図である。
【図２】本開示の１つの実施例に係るＤＣＤＣ変換モジュールのブロック図である。
【図３】本開示の１つの実施例に係るＤＣＤＣコンバータの回路トポロジの概略図である。
【図４】本開示の１つの実施例に係るＤＣＤＣコンバータの出力リップル電流の波形の概略図である。
【図５】本開示の１つの実施例に係るＤＣＤＣコンバータの回路トポロジの概略図である。
【図６】本開示の１つの実施例に係るＤＣＤＣコンバータのブロック図である。
【図７】本開示の１つの実施例に係るＤＣＤＣコンバータの回路トポロジの概略図である。
【図８】本開示の他の実施例に係るＤＣＤＣコンバータの回路トポロジの概略図である。
【図９】本開示の１つの実施例に係る車載充電器のブロック図である。
【図１０】本開示の１つの実施例に係る電気自動車のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本開示の実施例を詳細に説明し、前記実施例の例を図面において示すが、一貫して同一又は類似の符号は、同一若しくは類似の部品、又は、同一若しくは類似の機能を有する部品を表す。以下、図面を参照しながら説明した実施例は、例示的なものであり、本開示を解釈するためのものであり、本開示を限定するものとして理解してはならない。
【００１７】
本開示の実施例は、発明者による以下の課題を認識及び研究した結果に基づくものである。
【００１８】
図１は、典型的なマルチモジュールが並列接続した双方向ＤＣＤＣコンバータの回路概略図であり、より多くのモジュールの並列接続がそれに応じて類推され得る。図１に示すような手段には、部品が多く、コストが高く、モジュール毎に独立した電圧、電流サンプリング及び駆動制御回路が必要であり、冗長性が大きく、コスト及び体積の最適化が困難であるといういくつかの問題がある。さらに、出力リップル電流が大きいという問題は、依然として解決しにくく、リップル電流を低減するために、モジュール毎に大きなフィルタ容量を必要とし、当然のことながら、複数の独立モジュール間で位相インターリーブをしてリップル電流を低減することもあるが、同様に異なるモジュール間の時間上の連携動作を必要とし、マスタスレーブ設定が必要で、かつ協同性の要求が高く、これらはシステムのハードウェア回路設計及びソフトウェアアルゴリズムにいずれも高い要求を求めている。
【００１９】
以下、図面を参照しながら本開示の実施例に係るＤＣＤＣコンバータについて説明する。
【００２０】
本開示の実施例は、関連技術において大電力充放電の需要を満たすために図１に示すようなマルチモジュール並列方式を用いる場合の欠陥に対して、新規な三相インターリーブ共振双方向ＤＣＤＣコンバータを提案する。
【００２１】
図２は、本開示の実施例に係るＤＣＤＣコンバータのブロック図であり、図３に示すように、本開示の実施例におけるＤＣＤＣコンバータ１００は、第１の調整モジュール１０と、共振モジュール２０と、第２の調整モジュール３０と、コントローラ４０と、電流検出モジュール５０とを含む。
【００２２】
第１の調整モジュール１０は、車両の調整モジュールを、電力網又は他の電力供給装置であり得る外部から充電する時に、例えば電力網で電池モジュールを充電する時に、ＤＣＤＣコンバータ１００の入力信号の周波数を調整して共振モジュール２０のインピーダンスを調整し、或いは、電池モジュールが、電気負荷であり得る外界に放電する時に、例えば電池モジュールが電気負荷に放電する時に、共振モジュール２０の出力信号を整流平滑して後端負荷の使用に提供する。電池モジュールは、動力電池であってよく、外部は、電池モジュールと充放電可能な機器、装置又は他の装置であり、本開示の実施例において特に限定しない。
【００２３】
共振モジュール２０は、車両の電池モジュールを外部から充電する時に第１の調整モジュール１０の出力信号を共振させて高周波共振電流を生成し、或いは、電池モジュールが外部に放電する時に第２の調整ブロック３０の出力信号を共振させて高周波共振電流を生成する。
【００２４】
第２の調整モジュール３０は、車両の電池モジュールが外部に放電する時に電池モジュールの出力信号の周波数を調整して共振モジュール２０のインピーダンスを調整し、或いは、電池モジュールを外部から充電する時に共振モジュール２０の出力信号を整流し、高周波共振電流を直流電流に変換して電池モジュールに供給し、電池モジュールへの充電を実現する。
【００２５】
電流検出モジュール５０は、共振モジュール２０の電流信号を検出し、すなわち、共振モジュール２０の電流を直接検出し、かつ電流信号をコントローラ４０にフィードバックする。
【００２６】
本開示の実施例では、共振モジュール２０は、Ｎ経路の一次ＬＣ部と、Ｎ相変圧手段と、Ｎ経路の二次ＬＣ部とを含んでよい。Ｎは１より大きい正の整数であり、例えば、Ｎは２、３、４等であってよい。本開示を簡単に説明するために、以下の実施例では、いずれもＮ＝３を例として説明する。
【００２７】
図３に示すように、共振モジュール２０は、３経路の一次ＬＣ部２１と、三相変圧手段２２と、３経路の二次ＬＣ部２３とを含む。
【００２８】
本開示の実施例では、電池モジュールを外部から充電する時に、３経路の一次ＬＣ部２１及び三相変圧手段２２は、第１の調整モジュール１０の出力信号を共振させて高周波電流を生成し、さらに高周波電流を第２の調整モジュール３０により整流平滑して直流電流にし、直流電流を車両の電池モジュールに供給して、電池モジュールへの充電を実現することができ、電池モジュールが外界に放電する時に、３経路の二次ＬＣ部２３及び三相変圧手段２２は、第２の調整モジュール３０の出力信号を共振させて高周波電流を生成して、高周波電流を第１の調整モジュール１０により整流平滑して直流電流にし、直流電流を後続の部品処理に供給し、さらに負荷に電力を供給し、車両の電池モジュールの放電を実現することができる。
【００２９】
本開示のいくつかの実施例では、図３に示すように、第１の調整モジュール１０は、第１の三相ブリッジ回路を含み、第２の調整モジュール３０は、第２の三相ブリッジ回路を含み、各経路の一次ＬＣ部２１の一端が第１の三相ブリッジ回路１０における対応する相アームの相線接続点に接続され、三相変圧手段２２の一次コイルの同極性端がそれぞれ、対応する一次ＬＣ部２１の他端に接続され、三相変圧手段２２の一次コイルの異極性端が互いに接続されて、Ｙ形接続を形成する。三相変圧手段２２の二次コイルの同極性端はそれぞれ、対応する二次ＬＣ部２３の一端に接続され、三相変圧手段２２の二次コイルの異極性端は互いに接続されて、Ｙ結線を形成し、Ｙ結線を用いることで、三相ブリッジ回路の電流自動平均化の実現に役立ち、三相ブリッジ回路の部品パラメータの偏差による電力分布の不均一を回避する。
【００３０】
第２の三相ブリッジ回路３０の各相アームの相線接続点は、対応する二次ＬＣ部２３の他端に接続される。
【００３１】
コントローラ４０は、第１の三相ブリッジ回路１０のスイッチトランジスタの制御端子と第２の三相ブリッジ回路３０のスイッチトランジスタの制御端子とにそれぞれ接続されて、充放電信号に応じて第１の三相ブリッジ回路１０と第２の三相ブリッジ回路３０のスイッチトランジスタを制御する。
【００３２】
本開示の実施例において、三相変圧手段２２は、３つの独立した磁心又は同一の磁心で巻回されてよい。
【００３３】
実施例では、電池モジュールを外部から充電する時に、各経路の一次ＬＣ部２１と、対応する変圧手段２２の一次コイルとは、対応して入力する共振空胴を構成し、コントローラ４０は、第１の三相ブリッジ回路１０に対して高周波共振制御を行い、第２の三相ブリッジ回路３０を整流制御し、第１の三相ブリッジ回路１０と３経路の一次ＬＣ部２１及び三相変圧手段２２の一次コイルとは三相インターリーブＬＬＣを構成して高周波共振状態で動作して、高周波電流を出力し、高周波電流を第２の三相ブリッジ回路３０により整流して直流電流にして出力し、電気自動車全体の電池モジュールを充電することができる。
【００３４】
電池モジュールが外部に放電する時に、各経路の二次ＬＣ部２３と、対応する変圧手段２２の二次コイルとは、対応して入力する共振空胴を構成し、コントローラ４０は、第２の三相ブリッジ回路３０に対して高周波共振制御を行い、第１の三相ブリッジ回路１０を整流制御し、第２の三相ブリッジ回路３０と３経路の二次ＬＣ部２２と三相変圧手段２２の二次コイルとは、三相インターリーブＬＬＣを構成して高周波共振状態で動作して、高周波電流を出力し、高周波電流を第１の三相ブリッジ回路１０により整流して直流電流にして出力し、電池モジュールの放電を実現することができる。
【００３５】
本開示の実施例に係るＤＣＤＣコンバータ１００は、出力リップル電流が小さく、図４に示すように、Ｐ１は一般的なフルブリッジ回路の出力リップル電流曲線であり、Ｐ２は本願構成による出力リップル電流曲線であり、一般的なフルブリッジ回路に比べて、同じ出力電流Ｉ０の条件で、一般的なフルブリッジ回路の出力リップル電流はＩｒｉｐｐｌｅ＝πＩ０／２＝１．５７Ｉ０であり、本願による回路については、出力リップル電流は
【数１】
2021522770.tif 000003
であり、出力リップル電流が明らかにより小さく、より小さいリップル電流が出力フィルタコンデンサの節約に役立つ。
【００３６】
本開示の実施例に係るＤＣＤＣコンバータ１００は、一般的な三相インターリーブＬＬＣ共振コンバータに比べて、変圧手段の二次側に共振手段が追加され、双方向に共振し、エネルギーの双方向伝送を実現することができるとともに、電力分布が均一であり、出力リップル電流がより小さく、デバイスが少なく、コストが低い。
【００３７】
しかしながら、上述したＤＣＤＣコンバータは、依然として、例えば、三相変圧器がＹ結線の方法では自然で均一に流すことができるが、三相ブリッジ共振パラメータの差が大きいと、３つの共振空胴の共振パラメータには差があり、最終的に三相ブリッジ電力のアンバランスを招くという欠点がある。ＬＬＣ回路の特性により、システムが起動した時に共振空胴に大きな共振電流が生じて、従来の出力電流フィードバック起動制御ポリシーにより共振空胴の電流を効率的に監視することが困難であり、フィードバックパラメータが上手く整合しないと、起動時に共振空胴に大きな突入電流が生じて、製品寿命に影響を与え、ひいては早期破損を招く。
【００３８】
以上のような問題に対して、本開示の実施例はさらに改善され、図２に示すように、本開示の実施例に係るＤＣＤＣコンバータ１００は、電流検出モジュール５０により共振モジュール２０の電流信号を直接検出し、すなわち各相を流れる電流をそれぞれ検出し、電流信号をコントローラ４０にフィードバックし、一般的な出力電流フィードバックに対して共振モジュール２０の電流信号を直接収集し、精度が高く、フィードバック応答がより速い。コントローラ４０は、第１の調整モジュール１０の制御端子に接続され、第２の調整モジュール３０の制御端子にも接続されて、電流信号が電流閾値よりも大きい時に第１の調整モジュール１０及び第２の調整ブロック３０を制御して出力電力を低下させて、システムの出力電力を低下させ、システム動作電流を低減することにより、負荷が過大になって三相ブリッジ回路の破損を招くことを回避する。
【００３９】
本開示の実施例に係るＤＣＤＣコンバータ１００は、電流検出モジュール５０により共振モジュール２０の電流信号を直接収集し、出力電流フィードバックに比べて収集精度がより高く、応答がより速く、共振モジュール２０の電流をより効率的に監視することができ、電流信号が限度を超えた時に出力電力を低下させ、過大な負荷による破損を回避することができる。
【００４０】
第１の三相ブリッジ回路１０及び第２の三相ブリッジ回路３０は、ＭＯＳトランジスタ、ＩＧＢＴ等のスイッチトランジスタ又はその他の素子により三相ブリッジ構造を構成することができ、ＬＣ部は、コンデンサ及びインダクタを含んでよく、変圧手段は、変圧器構造により構成されてよい。
【００４１】
本開示のいくつかの実施例では、図５に示すように、第１の三相ブリッジ回路１０は、第１の一相アームと、第１の二相アームと、第１の三相アームとを含む。第１の一相アームは、第１のスイッチトランジスタＱ１と第２のスイッチトランジスタＱ２とを含み、第１のスイッチトランジスタＱ１の一端が第２のスイッチトランジスタＱ２の一端に接続され、第１のスイッチトランジスタＱ１の一端と第２のスイッチトランジスタＱ２の一端との間に第１の相線接続点Ｚ１を有し、第１の二相アームは、第３のスイッチトランジスタＱ３と第４のスイッチトランジスタＱ４とを含み、第３のスイッチトランジスタＱ３の一端が第４のスイッチトランジスタＱ４の一端に接続され、第３のスイッチトランジスタＱ３の一端と第４のスイッチトランジスタＱ４の一端との間に第２の相線接続点Ｚ２を有し、第１の三相アームは、第５のスイッチトランジスタＱ５と第６のスイッチトランジスタＱ６とを含み、第５のスイッチトランジスタＱ５の一端が第６のスイッチトランジスタＱ６の一端に接続され、第５のスイッチトランジスタＱ５の一端と第６のスイッチトランジスタＱ６の一端との間に第３の相線接続点Ｚ３を有し、第１のスイッチトランジスタＱ１の他端と、第３のスイッチトランジスタＱ３の他端と、第５のスイッチトランジスタＱ５の他端とは、互いに接続されて第１の三相ブリッジ回路の第１の端点Ｓ１１を形成し、第２のスイッチトランジスタＱ２の他端と、第４のスイッチトランジスタＱ４の他端と、第６のスイッチトランジスタＱ６の他端とは、互いに接続されて第１の三相ブリッジ回路１０の第２の端点Ｓ１２を形成し、第１の端点Ｓ１１と第２の端点Ｓ１２は他のモジュールに接続されて入力又は出力を行うことができる。
【００４２】
図５に示すように、第１の三相ブリッジ回路１０は、一端が第１の三相ブリッジ回路１０の第１の端点Ｓ１１に接続され、他端が第１の三相ブリッジ回路１０の第２の端点Ｓ１２に接続されて、第１の三相ブリッジ回路１０の出力又は入力をフィルタリングすることができる第１のコンデンサＣ１をさらに含む。
【００４３】
図５に示すように、３経路の一次ＬＣ部２１は、第１の一次ＬＣ部と、第２の一次ＬＣ部と、第３の一次ＬＣ部とを含む。第１の一次ＬＣ部は、一端が第１の相線接続点Ｚ１に接続され、他端が第１のインダクタＬ１の一端に接続される第２のコンデンサＣ２と、他端が対応する相変圧手段２２の一次コイルの同極性端に接続される第１のインダクタＬ１とを含み、第２の一次ＬＣ部は、一端が第２の相線接続点Ｚ２に接続され、他端が第２のインダクタＬ２の一端に接続される第３のコンデンサＣ３と、他端が対応する相変圧手段２２の一次コイルの同極性端に接続される第２のインダクタＬ２とを含み、第３の一次ＬＣ部は、一端が第３の相線接続点Ｚ３に接続され、他端が第３のインダクタＬ３の一端に接続される第４のコンデンサＣ４と、他端が対応する相変圧手段２２の一次コイルの同極性端に接続される第３のインダクタＬ３とを含む。
【００４４】
本開示の実施例では、図５に示すように、三相変圧手段２２は、第１の相変圧手段Ｔ１と、第２の相変圧手段Ｔ２と、第３の相変圧手段Ｔ３とを含む。
【００４５】
第１の相変圧手段Ｔ１は、同極性端が第１のインダクタＬ１の他端に接続される第１の一次コイルと、同極性端がその対応する二次ＬＣ部２３の一端に接続される第１の二次コイルとを含み、第２の相変圧手段Ｔ２は、同極性端が第２のインダクタＬ２の他端に接続される第２の一次コイルと、同極性端がその対応する二次ＬＣ部２３の一端に接続される第２の二次コイルとを含み、第３の相変圧手段Ｔ３は、同極性端が第３のインダクタＬ３の他端に接続される第３の一次コイルと、同極性端がその対応する二次ＬＣ部２３の一端に接続される第３の二次コイルとを含み、第１の一次コイルの異極性端と、第２の一次コイルの異極性端と、第３の一次コイルの異極性端とは、例えば、ＮＰに接続されるように互いに接続されて、Ｙ結線法を形成し、第１の二次コイルの異極性端と、第２の二次コイルの異極性端と、第３の二次コイルの異極性端とは、例えば、ＮＳに接続されるように互いに接続されて、Ｙ結線法を形成する。Ｙ結線法を用いることで、三相ブリッジの電流自動平均化を実現し、三相ブリッジの部品パラメータの偏差による電力分布の不均一を回避することができる。
【００４６】
図５に示すように、第２の三相ブリッジ回路３０は、第２の一相アームと、第２の二相アームと、第２の三相アームとを含む。
【００４７】
第２の一相アームは、第７のスイッチトランジスタＱ７と第８のスイッチトランジスタＱ８とを含み、第７のスイッチトランジスタＱ７の一端が第８のスイッチトランジスタＱ８の一端に接続され、第７のスイッチトランジスタＱ７の一端と第８のスイッチトランジスタＱ８の一端との間に第４の相線接続点Ｚ４を有し、第２の二相アームは、第９のスイッチトランジスタＱ９と第１０のスイッチトランジスタＱ１０とを含み、第９のスイッチトランジスタＱ９の一端が第１０のスイッチトランジスタＱ１０の一端に接続され、第９のスイッチトランジスタＱ９の一端と第１０のスイッチトランジスタＱ１０の一端との間に第５の相線接続点Ｚ５を有し、第２の三相アームは、第１１のスイッチトランジスタＱ１１と第１２のスイッチトランジスタＱ１２とを含み、第１１のスイッチトランジスタＱ１１の一端が第１２のスイッチトランジスタＱ１２の一端に接続され、第１１のスイッチトランジスタＱ１１の一端と第１２のスイッチトランジスタＱ１２の一端との間に第６の相線接続点Ｚ６を有し、第７のスイッチトランジスタＱ７の他端と、第９のスイッチトランジスタＱ９の他端と、第１１のスイッチトランジスタＱ１１の他端とは、互いに接続されて第２の三相ブリッジ回路３０の第１の端点Ｓ２１を形成し、第８のスイッチトランジスタＱ８の他端と、第１０のスイッチトランジスタＱ１０の他端と、第１２のスイッチトランジスタＱ１２の他端とは、互いに接続されて第２の三相ブリッジ回路３０の第２の端点Ｓ２２を形成する。第１の端点Ｓ２１と第２の端点Ｓ２２は他のモジュールに接続されて入力又は出力を行うことができる。
【００４８】
図５に示すように、第２の三相ブリッジ回路３０は、一端が第２の三相ブリッジ回路３０の第１の端点Ｓ２１に接続されて、他端が第２の三相ブリッジ回路３０の第２の端点Ｓ２２に接続される第５のコンデンサＣ５をさらに含む。第５のコンデンサＣ５は、第２の三相ブリッジ回路３０の出力又は入力をフィルタリングすることができる。
【００４９】
本開示のいくつかの実施例では、図５に示すように、３経路の二次ＬＣ部２３は、第１の二次ＬＣ部と、第２の二次ＬＣ部と、第３の二次ＬＣ部とを含む。
【００５０】
第１の二次ＬＣ部は、一端が第１の二次コイルの同極性端に接続され、他端が第６のコンデンサＣ６の一端に接続される第４のインダクタＬ４と、他端が第４の相線接続点Ｚ４に接続される第６のコンデンサＣ６とを含み、第２の二次ＬＣ部は、一端が第２の二次コイルの同極性端に接続され、他端が第７のコンデンサＣ７の一端に接続される第５のインダクタＬ５と、他端が第５の相線接続点Ｚ５に接続される第７のコンデンサＣ７とを含み、第３の二次ＬＣ部は、一端が第３の二次コイルの同極性端に接続され、他端が第８のコンデンサＣ８の一端に接続される第６のインダクタＬ６と、他端が第６の相線接続点Ｚ６に接続される第８のコンデンサＣ８とを含む。
【００５１】
いくつかの実施例では、第１の三相ブリッジ回路１０は充電入力に接続され、第２の三相ブリッジ回路３０は電気自動車の電池モジュールに接続され、正方向充電の場合、第２のコンデンサＣ２、第１のインダクタＬ１及び第１の一次コイルは第１の一相アームの共振空胴を構成し、第３のコンデンサＣ３、第２のインダクタＬ２及び第２の一次コイルは第１の二相アームの共振空胴を構成し、第４のコンデンサＣ４、第３のインダクタＬ３及び第３の一次コイルは第１の三相アームの共振空胴を構成する。いくつかの実施例において、第２のコンデンサＣ２、第３のコンデンサＣ３及び第４のコンデンサＣ４は、一次共振コンデンサと呼ばれ、第１のインダクタＬ１、第２のインダクタＬ２及び第３のインダクタＬ３は、一次共振インダクタと呼ばれる。
【００５２】
電池モジュールを外部から充電する時に、第１の三相ブリッジ回路１０の各相アーム及びそれに対応する共振モジュールは、三相インターリーブＬＬＣを構成して高周波共振状態で動作し、コントローラ４０は、第１のスイッチトランジスタＱ１と第２のスイッチトランジスタＱ２、第３のスイッチトランジスタＱ３と第４のスイッチトランジスタＱ４、第５のスイッチトランジスタＱ５と第６のスイッチトランジスタＱ６をそれぞれ５０％デューティ比で交互にオンオフするように制御し、第１のスイッチトランジスタＱ１、第３のスイッチトランジスタＱ３及び第５のスイッチトランジスタＱ５をそれぞれ１２０°の位相差を持ってオンオフするように制御し、第２のスイッチトランジスタＱ２、第４のスイッチトランジスタＱ４及び第６のスイッチトランジスタＱ６をそれぞれ１２０°の位相差を持ってオンオフするように制御し、そして、第２の三相ブリッジ回路３０を整流制御し、第２の三相ブリッジ回路３０を二次の三相整流ブリッジとし、高周波電流を第２の三相ブリッジ回路３０のスイッチトランジスタ中のダイオードで整流した後に直流電流に変換して車両全体の高圧電池モジュールに供給し、一般的には、図５に示すように、各スイッチトランジスタには、スイッチトランジスタボディダイオードとも呼ばれるダイオード素子が含まれスイッチトランジスタている。第２の三相ブリッジ回路３０のスイッチトランジスタに駆動信号を供給すれば、第２の三相ブリッジ回路３０は同期整流回路を形成し、製品の効率をさらに向上させる。
【００５３】
いくつかの実施例では、第１の三相ブリッジ回路１０は受電側に接続され、第２の三相ブリッジ回路３０は電気自動車の電池モジュールに接続され、逆方向放電の場合、第６のコンデンサＣ６、第４のインダクタＬ４及び第１の二次コイルは第２の一相アームの共振空胴を構成し、第７のコンデンサＣ７、第５のインダクタＬ５及び第２の二次コイルは第２の二相アームの共振空胴を構成し、第８のコンデンサＣ８、第６のインダクタＬ６及び第３の二次コイルは第２の三相アームの共振空胴を構成する。いくつかの実施例において、第６のコンデンサＣ６、第７のコンデンサＣ７及び第８のコンデンサＣ８は、二次共振コンデンサと呼ばれ、第４のインダクタＬ４、第５のインダクタＬ５及び第６のインダクタＬ６は、二次共振インダクタと呼ばれる。
【００５４】
電池モジュールが外部に放電する時に、第２の三相ブリッジ回路３０の各相アーム及びそれに対応する共振モジュールは、三相インターリーブＬＬＣを構成して高周波共振状態で動作し、コントローラ４０は、第７のスイッチトランジスタＱ７と第８のスイッチトランジスタＱ８、第９のスイッチトランジスタＱ９と第１０のスイッチトランジスタＱ１０、第１１のスイッチトランジスタＱ１１と第１２のスイッチトランジスタＱ１２をそれぞれ５０％デューティ比で交互にオンオフするように制御し、第７のスイッチトランジスタＱ７、第９のスイッチトランジスタＱ９及び第１１のスイッチトランジスタＱ１１をそれぞれ１２０°の位相差を持ってオンオフするように制御し、第８のスイッチトランジスタＱ８、第１０のスイッチトランジスタＱ１０及び第１２のスイッチトランジスタＱ１２をそれぞれ１２０°の位相差を持ってオンオフするように制御し、そして、第１の三相ブリッジ回路１０を整流制御し、第１の三相ブリッジ回路１０を放電出力三相整流ブリッジとし、高周波電流を第１の三相ブリッジ回路１０のスイッチトランジスタ体中のダイオードで整流した後に直流電流に変換して電気出力側のモジュールに供給し、第１の三相ブリッジ回路１０のスイッチトランジスタに駆動信号を供給すれば、第１の三相ブリッジ回路１０は同期整流回路を形成し、製品の効率をさらに向上させる。
【００５５】
図６は、本開示の１つの実施例に係るＤＣＤＣコンバータのブロック図であり、本開示の実施例における電流検出回路５０は、第１の収集手段５１と、第２の収集手段５２と、第３の収集手段５３と、第４の収集手段５４と、第５の収集手段５５と、第６の収集手段５６とを含む。第１の収集手段５１は、第１のインダクタＬ１の電流信号を収集し、第２の収集手段５２は、第２のインダクタＬ２の電流信号を収集し、第３の収集手段５３は、第３のインダクタＬ３の電流信号を収集し、第４の収集手段５４は、第４のインダクタＬ４の電流信号を収集し、第５の収集手段５５は、第５のインダクタＬ５の電流信号を収集し、第６の収集手段５６は、第６のインダクタＬ６の電流信号を収集する。共振モジュール２０のインダクタの電流をそれぞれ検出することにより、共振空胴電流をより効果的に監視し、さらに三相ブリッジ回路の電力を調整し、三相ブリッジの電力をよりバランスを取れるようにすることができる。
【００５６】
本開示の実施例における電流検出回路５０は、Ｎ個の変換手段をさらに含み、第N番目の変換手段は、第N番目の収集手段に接続されて、第N番目の収集手段により収集された電流信号を変換し、ここで、Ｎ＝１、２、３．．．．．．６である。例えば、図６に示すように、第１の変換手段５７と、第２の変換手段５８と、第３の変換手段５９と、第４の変換手段５１０と、第５の変換手段５１１と、第６の変換手段５１２とを含む。第１の変換手段５７は、第１のインダクタＬ１の電流信号を変換し、第２の変換手段５８は、第２のインダクタＬ２の電流信号を変換し、第３の変換手段５９は、第３のインダクタＬ３の電流信号を変換し、第４の変換手段５１０は、第４のインダクタＬ４の電流信号を変換し、第５の変換手段５１１は、第５のインダクタＬ５の電流信号を変換し、第６の変換手段５１２は、第６のインダクタＬ６の電流信号を変換する。それにより、各経路の電流信号を、コントローラ４０に識別及び処理可能にする。
【００５７】
いくつかの実施例では、第１の収集手段５１、第２の収集手段５２、第３の収集手段５３、第４の収集手段５４、第５の収集手段５５及び第６の収集手段５６は、それぞれ結合インダクタ又は変流器である。結合インダクタは、各経路の共振インダクタと誘導し、高周波交流電流信号を生成し、各経路の共振インダクタの電流信号に対する検出を実現する。結合インダクタは共振インダクタの補助結合コイルであり、結合インダクタを用いると電流検出器を別途追加する必要がなく、かつ関連する他の抵抗、コンデンサ、及びオペアンプはいずれも一般的な部品であり、システムコストにほとんど影響を与えない。変流器は、独立して外付けされた部品であってもよく、変流器の検出原理により、その１次側コイルと共振インダクタとが回路に直列接続され、２次側コイルと１次側コイルとの相互インダクタンスによって共振インダクタの電流信号に対する検出を実現する。
【００５８】
本開示のいくつかの実施例では、図５に示すように、１経路の変換手段のみを図示し、他の変換手段は同じである。実施例では、第N番目の変換手段は、第N番目の整流回路５０１と、第N番目の電圧変換回路５０２と、第N番目のボルテージフォロア回路５０３とを含む。第N番目の整流回路５０１は、第N番目の収集手段により収集された電流信号を整流して整流信号を得て、第N番目の電圧変換回路５０２は、整流信号を電圧信号に変換し、第N番目のボルテージフォロア回路５０３は、電圧信号をＡＤ信号に変換し、コントローラ４０は、ＡＤ信号が予め設定されたＡＤ値より大きい時に第１の三相ブリッジ回路１０と第２の三相ブリッジ回路３０のスイッチトランジスタを制御し、ＡＤ値が基準値を超えた時に、出力電力を低下させるように制御し、システム動作電流を低減して、該相負荷が過大になることを回避する。
【００５９】
コントローラ４０は、電池モジュールを外部から充電する時に、過電流が発生すると、第１の一相アームのスイッチトランジスタ、第１の二相アームのスイッチトランジスタ、及び第１の三相アームのスイッチトランジスタのデューティ比を低下させるように制御して出力電力を低下させ、或いは、電池モジュールが外部に放電する時に、過電流が発生すると、第２の相アームのスイッチトランジスタ、第２の二相アームのスイッチトランジスタ、及び第２の三相アームのスイッチトランジスタのデューティ比を低下させるように制御して出力電力を低下させる。出力電力を低下させ、システム動作電流を低減することにより、負荷が過大になることを回避し、共振空胴に大きな突入電流が生じて製品寿命に影響を与え、ひいては早期破損を招くことを回避する。
【００６０】
図５に示すように、第N番目の整流回路５０１は、第１のダイオードＤ１と、第２のダイオードＤ２と、第３のダイオードＤ３と、第４のダイオードＤ４とを含み、第１のダイオードＤ１の一端が第２のダイオードＤ２の一端に接続され、第１のダイオードＤ１の一端と第２のダイオードＤ２の一端との間が第１の入力ノードを有し、第１の入力ノードが、例えば図示のように信号ｓｅｎｓｅ１を出力する、対応する収集手段の第１の出力端子に接続され、第３のダイオードＤ３の一端が第４のダイオードＤ４の一端に接続され、第３のダイオードＤ３の一端と第４のダイオードＤ４の一端との間が第２の入力ノードを有し、第２の入力ノードが、例えば図示のように信号ｓｅｎｓｅ２を出力する、対応する収集手段の第２の出力端子に接続され、第１のダイオードＤ１の他端が第３のダイオードＤ３の他端に接続されて第１の整流出力端子を形成し、第２のダイオードＤ２の他端が第４のダイオードＤ４の他端に接続され、かつ接地端子に接続され、第N番目の電圧変換回路５０２は、一端が、例えば、信号Ｖｓｅｎｓｅを出力する第１の整流出力端子に接続され、他端が接地端子に接続される第１の抵抗Ｒ１を含み、第N番目のボルテージフォロア回路５０３は、第２の抵抗Ｒ２と、ボルテージフォロアＵ１Ｂと、第３の抵抗Ｒ３と、第９のコンデンサＣ９とを含み、第２の抵抗Ｒ２の一端が第１の抵抗の一端に接続され、ボルテージフォロアＵ１Ｂの正方向入力端子が第２の抵抗Ｒ２の他端に接続され、ボルテージフォロアＵ１Ｂの出力端子が第３の抵抗Ｒ３の一端に接続され、ボルテージフォロアＵ１Ｂの出力端子がボルテージフォロアＵ１Ｂの負方向入力端子に接続され、第３の抵抗Ｒ３の他端がコントローラ４０に接続され、例えばＡＤ信号Ｉｓｅｎｓｅをコントローラ４０に出力し、第９のコンデンサＣ９の一端が第３の抵抗Ｒ３とコントローラ４０との間に接続され、第９のコンデンサＣ９の他端が接地端子に接続され、コントローラ４０は該ＡＤ信号に基づいてシステム電力を配分する。当然のことながら、回路は、需要に応じて適応的に変形し、例えばコンデンサを増加させてフィルタリング処理を行ったり、並列又は直列抵抗を用いて電圧変換又は収集等を行ったりしてもよく、図５に示したのは単に例示的な回路である。
【００６１】
第１の一次ＬＣ部を例にして、第１のインダクタＬ１の結合インダクタ５１で誘導された高周波交流信号は該整流回路及び第１の抵抗Ｒ１を伝送して通過した後、高周波の半波電圧信号Ｖｓｅｎｓｅに変換され、該電圧信号Ｖｓｅｎｓｅは、ボルテージフォロアＵ１Ｂを経てＡＤ信号Ｉｓｅｎｓｅとなり、コントローラ４０に伝送され、コントローラ４０はＡＤ信号が基準値を超えることを発見すると、出力電力を低下させるように制御し、システム動作電流を低減させることにより、該相負荷が過大になって破損を招くことを回避する。
【００６２】
本開示のいくつかの実施例では、図５に示すように、１経路の変換手段のみを示し、本実施例では、第N番目の変換手段は、第N番目の比較回路５０４をさらに含み、すなわち、各変換手段は、それぞれの比較回路を含み、第N番目の比較回路５０４は、電流信号がトリップ閾値を超えた時に停止信号をコントローラ４０に出力し、コントローラ４０は、停止信号を検出した時に第１の三相ブリッジ回路１０及び第２の三相ブリッジ回路３０のスイッチトランジスタへの駆動をオフにして、コンバータの破損を回避し、寿命を確保する。
【００６３】
図５に示すように、第N番目の比較回路５０４は、第４の抵抗Ｒ４と、第５の抵抗Ｒ５と、第１０のコンデンサＣ１０と、コンパレータＵ１Ａと、第１１のコンデンサＣ１１と、第１２のコンデンサＣ１２とを含む。第４の抵抗Ｒ４の一端は第１の抵抗Ｒ１の一端に接続され、例えば電圧変換回路５０２から出力された電圧信号Ｖｓｅｎｓｅを比較回路５０４に入力し、第４の抵抗Ｒ４の他端は第５の抵抗Ｒ５の一端に接続され、第１０のコンデンサＣ１０の一端は第４の抵抗Ｒ４の他端と第５の抵抗Ｒ５の一端との間に接続され、コンパレータＵ１Ａの第１の入力端子は第５の抵抗Ｒ５の他端に接続され、コンパレータＵ１Ａの第２の入力端子は第６の抵抗Ｒ６を介して基準電圧入力端子に接続され、コンパレータＵ１Ａの第３の端は接地端子に接続され、コンパレータＵ１Ａの第４の端は予め設定された電源に接続され、コンパレータＵ１Ａの出力端子は第７の抵抗Ｒ７を介してコントローラ４０に接続され、例えばガード信号Ｉｐｒｏｔｅｃｔをコントローラ４０に出力し、第１１のコンデンサＣ１１の一端は、コンパレータＵ１Ａの第４の端と予め設定された電源とにそれぞれ接続され、第１１のコンデンサＣ１１の他端は、接地端子に接続され、第１２のコンデンサＣ１２の一端は、第７の抵抗Ｒ７とコントローラ４０との間に接続され、第１２のコンデンサＣ１２の他端は、接地端子に接続される。
【００６４】
第１の一次ＬＣ部を例にして、電圧信号Ｖｓｅｎｓｅが比較回路５０４に伝送され、コンパレータＵ１Ａを経て高低レベル信号が出力され、Ｕ１Ａが高レベルを出力すると、該相共振空胴電流が基準値を大きく超えたことを示し、コントローラ４０は高レベル信号を検出した直後にスイッチトランジスタの駆動をオフにし、システムは動作を停止し、コンバータの破損を回避する。
【００６５】
要約すると、出力電流サンプリングにより共振空胴電流を推定することに比べて、本開示の実施例に係るＤＣＤＣコンバータは、共振インダクタの補助結合インダクタによって変流器を形成するか、又は独立して外付けされた変流器を設け、共振空胴の電流信号を直接収集し、電流信号に基づいて制御し保護する。
【００６６】
以下、２０ＫＷの三相インターリーブＬＬＣ双方向ＤＣＤＣコンバータを例として説明する。図７に示すように、各経路の収集手段は、共振インダクタの結合インダクタであり、設計要求は、ＤＣＤＣコンバータの入力電圧及び出力電圧定格値がいずれも７５０Ｖであり、充電方向及び放電方向のフル電力がいずれも２０ＫＷであることにある。共振空胴パラメータは、以下のとおり設定する。正方向充電電圧、電力が等しいため、例えば一次共振空胴と呼ばれる第１の三相ブリッジ回路１０に対応する共振空胴と、例えば二次共振空胴と呼ばれる第２の三相ブリッジ回路３０に対応する共振空胴とはパラメータが一致する。回路共振周波数が１５０ＫＨＺであると仮定すれば、三相インターリーブＬＬＣ回路の相関計算式に基づいて、一次共振容量Ｃ２＝Ｃ３＝Ｃ４＝二次共振容量Ｃ５＝Ｃ６＝Ｃ７＝８０ｎＦ、一次共振インダクタンスＬ１＝Ｌ２＝Ｌ３＝二次共振インダクタンスＬ４＝Ｌ５＝Ｌ６＝１４μＨ、結合インダクタと共振インダクタとの巻数比１００：１、三相変圧手段２２の巻数比Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝１：１、三相変圧手段２２の一次コイルのインダクタンスＴ１−１＝Ｔ２−１＝Ｔ３−１＝二次コイルのインダクタンス＝Ｔ１−２＝Ｔ２−２＝Ｔ３−２＝７０μＨを得ることができ、電流、電圧需要、放熱要求等の観点から、スイッチトランジスタＱ１−Ｑ１２としては、１２００Ｖ／４０ｍΩ炭化珪素ＭＯＳ（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、金属−酸化物−半導体）管を用い、具体的には図７に示すとおりである。
【００６７】
第１の一次ＬＣ部を例にして、他の共振インダクタは、同じ原理の回路により類推する。第１のインダクタＬ１を流れる電流がＩｒであると仮定すれば、共振インダクタの結合インダクタの誘起電流はＩｒ／１００であり、抵抗Ｒ１を通過した後にピークレベルはＶｓｅｎｓｅ（ｐｅａｋ）＝１．４１４＊Ｉｒ／１０となる。ＶｓｅｎｓｅはボルテージフォロアＵ１Ｂ及びＲＣフィルタを通過した後にＡＤ信号Ｉｓｅｎｓｅをコントローラ４０に出力し、Ｖｒｅｆはハードウェア保護基準電圧であり、Ｉｒピーク電流が３０Ａより大きい時に保護をトリガするとすると、Ｖｒｅｆ＝３Ｖとなる。
【００６８】
図８は、本開示の他の実施例に係る２０ＫＷ三相インターリーブＬＬＣ双方向ＤＣＤＣコンバータの回路図であり、図８に示すように、各経路の収集手段は独立して外付けされた変流器であり、設計要求は、ＤＣＤＣコンバータの入力電圧及び出力電圧定格値がいずれも７５０Ｖであり、充電方向及び放電方向のフル電力がいずれも２０ＫＷであることにある。共振空胴パラメータは、以下のとおり設定する。正方向充電電圧、電力が等しいため、例えば一次共振空胴と呼ばれる第１の三相ブリッジ回路１０に対応する共振空胴と、例えば二次共振空胴と呼ばれる第２の三相ブリッジ回路３０に対応する共振空胴とはパラメータが一致する。回路共振周波数が１５０ＫＨＺであると仮定すれば、三相インターリーブＬＬＣ回路の相関計算式に基づいて、一次共振容量Ｃ２＝Ｃ３＝Ｃ４＝二次共振容量Ｃ５＝Ｃ６＝Ｃ７＝８０ｎＦ、一次共振インダクタンスＬ１＝Ｌ２＝Ｌ３＝二次共振インダクタンスＬ４＝Ｌ５＝Ｌ６＝１４μＨ、結合インダクタと共振インダクタとの巻数比１００：１、三相変圧手段２２の巻数比Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝１：１、三相変圧手段２２の一次コイルのインダクタンスＴ１−１＝Ｔ２−１＝Ｔ３−１＝二次コイルのインダクタンス＝Ｔ１−２＝Ｔ２−２＝Ｔ３−２＝７０μＨを得ることができ、電流、電圧需要、放熱要求等の観点から、スイッチトランジスタＱ１−Ｑ１２としては、１２００Ｖ／４０ｍΩ炭化珪素ＭＯＳトランジスタを用い、具体的には図８に示すとおりである。
【００６９】
依然として、第１の一次ＬＣ部を例にして、他の共振インダクタは、同じ原理の回路により類推する。第１のインダクタＬ１を流れる電流がＩｒであると仮定すれば、共振インダクタの結合インダクタの誘起電流はＩｒ／１００であり、抵抗Ｒ１を通過した後にピークレベルはＶｓｅｎｓｅ（ｐｅａｋ）＝１．４１４＊Ｉｒ／１０となる。ＶｓｅｎｓｅはボルテージフォロアＵ１Ｂ及びＲＣフィルタを通過した後にＡＤ信号Ｉｓｅｎｓｅをコントローラ４０に出力し、Ｖｒｅｆはハードウェア保護基準電圧であり、Ｉｒピーク電流が３０Ａより大きい時に保護をトリガするとすると、Ｖｒｅｆ＝３Ｖとなる。
【００７０】
本開示の実施例に係るＤＣＤＣコンバータ１００は、一般的な三相フルブリッジＤＣＤＣコンバータに比べて、変圧二次側に３経路の共振手段が追加され、第２の三相ブリッジ回路３０は制御可能なスイッチトランジスタを用いる。双方向共振は、エネルギーの双方向伝送を実現でき、かつ双方向伝送がいずれもソフトスイッチモードで動作し、三相インターリーブＬＬＣを構成することで、より大きな電力の変換を実現することができ、一般的な三相インターリーブＬＬＣに比べて、電力スイッチトランジスタを節約することができる。また、三相変圧手段２２は、Ｙ結線法を用いることで、三相ブリッジ回路の電流自動平均化を実現し、電力分布の不均一を回避することができ、本開示の実施例に係るＤＣＤＣコンバータ１００の回路構成は、出力リップル電流がより小さく、より小さなリップル電流により出力フィルタ容量を節約することができ、コストと製品体積の低減により有利である。
【００７１】
また、本開示の実施例に係るＤＣＤＣコンバータ１００では、各経路の共振インダクタに１経路の結合インダクタが追加され、このとき、共振インダクタは、インターリーブ共振の役割を果たすとともに、結合インダクタと変流器を構成し、共振インダクタの電流信号に対する検出を実現し、電流検出器を別途追加する必要がなく、コストが低く、或いは、各経路の共振インダクタに独立した変流器を追加することにより、共振インダクタの電流信号に対する検出を実現する。共振インダクタの電流信号を直接収集すると、精度が高く、応答がより速く、ソフトウェア及びハードウェアの二重保護を採用し、信頼性が高い。共振空胴の電流信号が処理を経てコントローラ４０のＡＤサンプリングポートに伝送され、コントローラ４０は、ＡＤ値に応じてシステム電力を配分するとともに、共振空胴の電流に深刻な過電流が発生した時に、共振空胴の電流信号がハードウェア高速コンパレータをトリガして直ちに過電流セルロックガード信号を出力し、コントローラ４０は、該信号を検出すると、三相ブリッジスイッチトランジスタへの駆動を直接的にオフにし、システム破損を回避し、ソフトウェア及びハードウェアの二重保護により、過電流保護機能は、迅速になり、かつ安定する。
【００７２】
上記実施例に係るＤＣＤＣコンバータに基いて、以下、図面を参照しながら本開示の実施例に係る車載充電機について説明する。
【００７３】
図９は、本発明の実施例に係る車載充電器のブロック図であり、図９に示すように、本発明の実施例における車載充電器１０００は、三相ＰＦＣ回路２００と、上記実施例におけるＤＣＤＣコンバータ１００とを含み、三相ＰＦＣ回路２００は、力率改善の役割を果たし、ＤＣＤＣコンバータ１００は、エネルギーの制御可能な絶縁伝送を実現し、ＤＣＤＣコンバータ１００の具体的な構成と動作過程は、上記実施例の説明を参照する。
【００７４】
本開示の実施例に係る車載充電器１０００は、上記実施例におけるＤＣＤＣコンバータ１００を採用することにより、大電力充放電を実現することができ、出力リップル電流が小さく、過電流保護機能の応答が迅速、かつ確実である。
【００７５】
図１０は、本開示の実施例に係る電気自動車のブロック図であり、図１０に示すように、本開示の実施例における電気自動車１００００は、上記実施例における車載充電器１０００を含む。
【００７６】
本開示の実施例に係る電気自動車１００００は、上記実施例における車載充電器１０００を取り付けることにより、大電力充放電を実現することができ、出力リップル電流が小さく、過電流保護機能の応答が迅速、かつ確実である。
【００７７】
本明細書の説明において、「１つの実施例」、「いくつかの実施例」、「例」、「具体的な例」、又は「いくつかの例」等の参照用語は、当該実施例又は例と組み合わせて説明された具体的な特徴、構成、材料又は特性が本開示の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語の例示的な表現は、必ずしも同じ実施例又は例を示すことではない。また、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性は、いずれか１つ又は複数の実施例又は例において適宜統合してもよい。また、互いに矛盾しない場合、当業者は本明細書で説明された異なる実施例又は例、及び異なる実施例又は例の特徴を結合するか又は組み合わせることができる。
【００７８】
以上は本開示の実施例を示し、説明したが、上記実施例は、例示的なものであり、本開示を限定するものと理解すべきではなく、当業者であれば、本開示の範囲で上記実施例に対して変更、修正、置換及び変形を行うことができる。
【図１】
2021522770.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年12月18日(2020.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣＤＣコンバータであって、第１の調整モジュールと、共振モジュールと、第２の調整モジュールと、電流検出モジュールと、コントローラと、を含み、
前記第１の調整モジュールは、車両の電池モジュールを外部から充電する時にＤＣＤＣコンバータの入力信号の周波数を調整し、或いは、前記電池モジュールが外部に放電する時に前記共振モジュールの出力信号を整流し、
前記共振モジュールは、前記車両の前記電気モジュールを外部から充電する時に前記第１の調整モジュールの出力信号を共振させ、或いは、前記電気モジュールが外部に放電する時に前記第２の調整モジュールの出力信号を共振させ、
前記第２の調整モジュールは、前記車両の前記電池モジュールが外界に放電する時に前記電池モジュールの出力信号の周波数を調整し、或いは、前記電池モジュールを外部から充電する時に前記共振モジュールの出力信号を整流し、
前記電流検出モジュールは、前記共振モジュールの電流信号を検出し、
前記コントローラは、前記第１の調整モジュールの制御端子と前記第２の調整モジュールの制御端子にそれぞれ接続され、前記電流信号が電流閾値より大きい時に前記第１の調整モジュールと前記第２の調整モジュールを制御して出力電力を低下させる、
ＤＣＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記共振モジュールは、Ｎ経路の一次ＬＣ部と、Ｎ相変圧手段と、Ｎ経路の二次ＬＣ部とを含み、ここで、Ｎが１より大きい正の整数である、
請求項１に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記共振モジュールは、３経路の一次ＬＣ部と、三相変圧手段と、３経路の二次ＬＣ部とを含み、
前記３経路の一次ＬＣ部及び前記三相変圧手段は、前記ＤＣＤＣコンバータが前記電池モジュールを充電する時に、前記第１の調整モジュールの出力信号を共振させて高周波電流を生成し、
前記３経路の二次ＬＣ部及び前記三相変圧手段は、前記ＤＣＤＣコンバータが前記電池モジュールを放電させる時に、前記第２の調整モジュールの出力信号を共振させて高周波電流を生成する、
請求項１又は２に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項４】
前記第１の調整モジュールは、第１の三相ブリッジ回路を含み、前記第２の調整モジュールは、第２の三相ブリッジ回路を含み、
各経路の一次ＬＣ部の一端が前記第１の三相ブリッジ回路における対応する相アームの相線接続点に接続され、前記三相変圧手段の一次コイルの同極性端がそれぞれ、対応する一次ＬＣ部の他端に接続され、前記三相変圧手段の一次コイルの異極性端が互いに接続され、前記三相変圧手段の二次コイルの同極性端がそれぞれ、対応する二次ＬＣ部の一端に接続され、前記三相変圧手段の二次コイルの異極性端が互いに接続され、
前記第２の三相ブリッジ回路の各相アームの相線接続点が、対応する二次ＬＣ部の他端に接続され、
前記コントローラがそれぞれ前記第１の三相ブリッジ回路のスイッチトランジスタの制御端と前記第２の三相ブリッジ回路のスイッチトランジスタの制御端子に接続される、
請求項３に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項５】
前記第１の三相ブリッジ回路は、
第１のスイッチトランジスタと第２のスイッチトランジスタとを含み、前記第１のスイッチトランジスタの一端が前記第２のスイッチトランジスタの一端に接続され、前記第１のスイッチトランジスタの一端と前記第２のスイッチトランジスタの一端との間に、第１の相線接続点を有する第１の一相アームと、
第３のスイッチトランジスタと第４のスイッチトランジスタとを含み、前記第３のスイッチトランジスタの一端が前記第４のスイッチトランジスタの一端に接続され、前記第３のスイッチトランジスタの一端と前記第４のスイッチトランジスタの一端との間に、第２の相線接続点を有する第１の二相アームと、
第５のスイッチトランジスタと第６のスイッチトランジスタとを含み、前記第５のスイッチトランジスタの一端が前記第６のスイッチトランジスタの一端に接続され、前記第５のスイッチトランジスタの一端と前記第６のスイッチトランジスタの一端との間に、第３の相線接続点を有する第１の三相アームとを含み、
前記第１のスイッチトランジスタの他端と、前記第３のスイッチトランジスタの他端と、前記第５のスイッチトランジスタの他端とが互いに接続されて前記第１の三相ブリッジ回路の第１の端点を形成し、前記第２のスイッチトランジスタの他端と、前記第４のスイッチトランジスタの他端と、前記第６のスイッチトランジスタの他端とが互いに接続されて前記第１の三相ブリッジ回路の第２の端点を形成する、
請求項４に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項６】
前記第１の三相ブリッジ回路は、第１のコンデンサをさらに含み、
前記第１のコンデンサの一端が前記第１の三相ブリッジ回路の第１の端点に接続されて、前記第１のコンデンサの他端が前記第１の三相ブリッジ回路の第２の端点に接続される、
請求項５に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項７】
前記３経路の一次ＬＣ部は、第１の一次ＬＣ部と、第２の一次ＬＣ部と、第３の一次ＬＣ部とを含み、
前記第１の一次ＬＣ部は、第２のコンデンサと第１のインダクタとを含み、前記第２のコンデンサの一端が前記第１の相線接続点に接続され、前記第２のコンデンサの他端が前記第１のインダクタの一端に接続され、前記第１のインダクタの他端が、対応する相変圧手段の一次コイルの同極性端に接続され、
前記第２の一次ＬＣ部は、第３のコンデンサと第２のインダクタとを含み、前記第３のコンデンサの一端が前記第２の相線接続点に接続され、前記第３のコンデンサの他端が前記第２のインダクタの一端に接続され、前記第２のインダクタの他端が、対応する相変圧手段の一次コイルの同極性端に接続され、
前記第３の一次ＬＣ部は、第４のコンデンサと第３のインダクタとを含み、前記第４のコンデンサの一端が前記第３の相線接続点に接続され、前記第４のコンデンサの他端が前記第３のインダクタの一端に接続され、前記第３のインダクタの他端が、対応する相変圧手段の一次コイルの同極性端に接続される、
請求項５又は６に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項８】
前記三相変圧手段は、第１の相変圧手段と、第２の相変圧手段と、第３の相変圧手段とを含み、
前記第１の相変圧手段は、第１の一次コイルと第１の二次コイルとを含み、前記第１の一次コイルの同極性端が前記第１のインダクタの他端に接続され、前記第１の二次コイルの同極性端が、対応する二次ＬＣ部の一端に接続され、
前記第２の相変圧手段は、第２の一次コイルと第２の二次コイルとを含み、前記第２の一次コイルの同極性端が前記第２のインダクタの他端に接続され、前記第２の二次コイルの同極性端が、対応する二次ＬＣ部の一端に接続され、
前記第３の相変圧手段は、第３の一次コイルと第３の二次コイルとを含み、前記第３の一次コイルの同極性端が前記第３のインダクタの他端に接続され、前記第３の二次コイルの同極性端が、対応する二次ＬＣ部の一端に接続され、
前記第１の一次コイルの異極性端と、前記第２の一次コイルの異極性端と、前記第３の一次コイルの異極性端とが互いに接続され、前記第１の二次コイルの異極性端と、前記第２の二次コイルの異極性端と、前記第３の二次コイルの異極性端とが互いに接続される、
請求項７に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項９】
前記第２の三相ブリッジ回路は、
第７のスイッチトランジスタと第８のスイッチトランジスタとを含み、前記第７のスイッチトランジスタの一端が前記第８のスイッチトランジスタの一端に接続され、前記第７のスイッチトランジスタの一端と前記第８のスイッチトランジスタの一端との間に、第４の相線接続点を有する第２の一相アームと、
第９のスイッチトランジスタと第１０のスイッチトランジスタとを含み、前記第９のスイッチトランジスタの一端が前記第１０のスイッチトランジスタの一端に接続され、前記第９のスイッチトランジスタの一端と前記第１０のスイッチトランジスタの一端との間に、第５の相線接続点を有する第２の二相アームと、
第１１のスイッチトランジスタと第１２のスイッチトランジスタとを含み、前記第１１のスイッチトランジスタの一端が前記第１２のスイッチトランジスタの一端に接続され、前記第１１のスイッチトランジスタの一端と前記第１２のスイッチトランジスタの一端との間に、第６の相線接続点を有する第２の三相アームとを含み、
前記第７のスイッチトランジスタの他端と、前記第９のスイッチトランジスタの他端と、前記第１１のスイッチトランジスタの他端とが互いに接続されて前記第２の三相ブリッジ回路の第１の端点を形成し、前記第８のスイッチトランジスタの他端と、前記第１０のスイッチトランジスタの他端と、前記第１２のスイッチトランジスタの他端とが互いに接続されて前記第２の三相ブリッジ回路の第２の端点を形成する、
請求項８に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１０】
前記第２の三相ブリッジ回路は、第５のコンデンサをさらに含み、
前記第５のコンデンサの一端が前記第２の三相ブリッジ回路の第１の端点に接続され、前記第５のコンデンサの他端が前記第２の三相ブリッジ回路の第２の端点に接続されている、
請求項９に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１１】
前記３経路の二次ＬＣ部は、第１の二次ＬＣ部と、第２の二次ＬＣ部と、第３の二次ＬＣ部とを含み、
前記第１の二次ＬＣ部は、第４のインダクタと第６のコンデンサとを含み、前記第４のインダクタの一端が前記第１の二次コイルの同極性端に接続され、前記第４のインダクタの他端が前記第６のコンデンサの一端に接続され、前記第６のコンデンサの他端が前記第４の相線接続点に接続され、
前記第２の二次ＬＣ部は、第５のインダクタと第７のコンデンサとを含み、前記第５のインダクタの一端が前記第２の二次コイルの同極性端に接続され、前記第５のインダクタの他端が前記第７のコンデンサの一端に接続され、前記第７のコンデンサの他端が前記第５の相線接続点に接続され、
前記第３の二次ＬＣ部は、第６のインダクタと第８のコンデンサとを含み、前記第６のインダクタの一端が前記第３の二次コイルの同極性端に接続され、前記第６のインダクタの他端が前記第８のコンデンサの一端に接続され、前記第８のコンデンサの他端が前記第６の相線接続点に接続される、
請求項９又は１０に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１２】
前記電流検出モジュールは、
前記第１のインダクタの電流信号を収集する第１の収集手段と、
前記第２のインダクタの電流信号を収集する第２の収集手段と、
前記第３のインダクタの電流信号を収集する第３の収集手段と、
前記第４のインダクタの電流信号を収集する第４の収集手段と、
前記第５のインダクタの電流信号を収集する第５の収集手段と、
前記第６のインダクタの電流信号を収集する第６の収集手段とを含む、
請求項１１に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１３】
前記第１の収集手段、前記第２の収集手段、前記第３の収集手段、前記第４の収集手段、前記第５の収集手段及び前記第６の収集手段は、それぞれ結合インダクタ又は変流器である、
請求項１２に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１４】
前記電流検出モジュールは、
Ｎ個の変換手段をさらに含み、前記Ｎ個の変換手段のうち、第Ｎ番目の変換手段が第Ｎ番目の収集手段に接続されており、第Ｎ番目の変換手段が第Ｎ番目の収集手段により収集された電流信号を変換し、
Ｎは、１、２、３、または、６である、
請求項１２又は１３に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１５】
前記第Ｎ番目の変換手段は、
第Ｎ番目の収集手段により収集された電流信号を整流して整流信号を得る第Ｎ番目の整流回路と、
前記整流信号を電圧信号に変換する前記第Ｎ番目の電圧変換回路と、
前記電圧信号をＡＤ信号に変換する第Ｎ番目のボルテージフォロア回路と、
を含み、
前記コントローラは、前記ＡＤ信号が予め設定されたＡＤ値より大きい時に前記第１の三相ブリッジ回路及び前記第２の三相ブリッジ回路のスイッチトランジスタを制御して出力電力を低下させる、
請求項１４に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１６】
前記第N番目の整流回路は、第１のダイオードと、第２のダイオードと、第３のダイオードと、第４のダイオードとを含み、
前記第１のダイオードの一端が前記第２のダイオードの一端に接続され、前記第１のダイオードの一端と前記第２のダイオードの一端との間が第１の入力ノードを有し、前記第１の入力ノードが、対応する収集手段の第１の出力端子に接続され、前記第３のダイオードの一端が前記第４のダイオードの一端に接続され、前記第３のダイオードの一端と前記第４のダイオードの一端との間が第２の入力ノードを有し、前記第２の入力ノードが、対応する収集手段の第２の出力端子に接続され、前記第１のダイオードの他端が前記第３のダイオードの他端に接続されて第１の整流出力端子を形成し、前記第２のダイオードの他端が前記第４のダイオードの他端に接続され、かつ接地端子に接続され、
前記第Ｎ番目の電圧変換回路は第１の抵抗を含み、前記第１の抵抗の一端が前記第１の整流出力端子に接続され、前記第１の抵抗の他端が接地端子に接続され、
前記第Ｎ番目のボルテージフォロア回路は、第２の抵抗と、ボルテージフォロアと、第３の抵抗と、第９のコンデンサとを含み、前記第２の抵抗の一端が前記第１の抵抗の一端に接続され、前記ボルテージフォロアの正方向入力端子が前記第２の抵抗の他端に接続され、前記ボルテージフォロアの出力端子が前記第３の抵抗の一端に接続され、前記ボルテージフォロアの出力端子が前記ボルテージフォロアの負方向入力端子に接続され、前記第３の抵抗の他端が前記コントローラに接続され、前記第９のコンデンサの一端が前記第３の抵抗と前記コントローラとの間に接続され、前記第９のコンデンサの他端が接地端子に接続される、
請求項１５に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１７】
前記第Ｎ番目の変換手段は、
前記電流信号がトリップ閾値を超えた時に前記コントローラに停止信号を出力する第Ｎ番目の比較回路をさらに含み、前記コントローラは、前記停止信号を検出した時に前記第１の三相ブリッジ回路と前記第２の三相ブリッジ回路のスイッチトランジスタへの駆動をオフにする、
請求項１６に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１８】
前記第Ｎ番目の比較回路は、第４の抵抗と、第５の抵抗と、第１０のコンデンサと、比較器と、第１１のコンデンサと、第１２のコンデンサとを含み、
前記第４の抵抗の一端が前記第１の抵抗の一端に接続され、前記第４の抵抗の他端が前記第５の抵抗の一端に接続され、前記第１０のコンデンサの一端が、前記第４の抵抗の他端と前記第５の抵抗の一端との間に接続され、前記第１０のコンデンサの他端が接地端子に接続され、
前記比較器の第１の入力端子が前記第５の抵抗の他端に接続され、前記比較器の第２の入力端子が、第６の抵抗を介して基準電圧入力端子に接続され、前記比較器の第３の入力端が前記接地端子に接続され、第４の入力端が予め設定された電源に接続され、前記比較器の出力端子が第７の抵抗を介して前記コントローラに接続され、
前記第１１のコンデンサの一端が、前記比較器の第４の端と、前記予め設定された電源にそれぞれ接続され、前記第１１のコンデンサの他端が前記接地端子に接続され、前記第１２のコンデンサの一端が前記第７の抵抗と前記コントローラとの間に接続され、前記第１２のコンデンサの他端が前記接地端子に接続される、
請求項１７に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項１９】
前記コントローラは、ＡＤ信号が予め設定されたＡＤ値よりも大きい時に、前記第１の三相ブリッジ回路及び前記第２の三相ブリッジ回路のスイッチトランジスタを制御して、
前記電池モジュールを外部から充電する時に、前記第１の一相アームのスイッチトランジスタ、前記第１の二相アームのスイッチトランジスタ、及び前記第１の三相アームのスイッチトランジスタのデューティ比を低下させるように制御して出力電力を低下させ、或いは、
前記電池モジュールが外部に放電する時に、前記第２の一相アームのスイッチトランジスタ、前記第２の二相アームのスイッチトランジスタ、及び前記第２の三相アームのスイッチトランジスタのデューティ比を低下させるように制御して出力電力を低下させる、
請求項１５〜１８のいずれか一項に記載のＤＣＤＣコンバータ。
【請求項２０】
三相ＰＦＣ回路と、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のＤＣＤＣコンバータとを含む、車載充電器。
【請求項２１】
請求項２０に記載の車載充電器を含むことを特徴とする、電気自動車。
【国際調査報告】
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