具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，一种功能集成式车载充电机，包括交直流切换电路1、EMI滤波电路2、整流桥开关电路3、Boost升压电路4、全桥LLC高压直流变换电路5以及半桥LLC低压直流变换电路6，交直流切换电路1、EMI滤波电路2、整流桥开关电路3以及Boost升压电路4顺次连接，全桥LLC高压直流变换电路5分别与交直流切换电路1以及Boost升压电路4连接，半桥LLC低压直流变换电路6与Boost升压电路4连接，动力电池E1与全桥LLC高压直流变换电路5连接，低压端E2与半桥LLC低压直流变换电路6连接；低压端E2为低压蓄电池以及低压负载。

当电动汽车处于交流充电模式时，电网给动力电池E1和低压端E2供电，Boost升压电路4起到功率因数校正电路的作用，实现交流-直流变换；当电动汽车处于行车模式时，采用动力电池E1给低压端E2供电，Boost升压变换电路起到DC-DC变换电路的作用，实现直流升压。

以下详细介绍各电路的具体结构，如图3所示，所述交直流切换电路1包括开关S1-1、开关S1-2、开关S2-1以及开关S2-2，所述开关S1-1的一端与交流源VS的一端连接，开关S1-2的一端与交流源VS的另一端连接，开关S2-1的一端以及开关S2-2的一端均与全桥LLC高压直流变换电路5连接，开关S1-1的另一端以及开关S2-1的另一端共用一个触点A，开关S1-2的另一端以及开关S2-2的另一端共用一个触点B。

继续参阅图3，所述EMI滤波电路2包括电容X1、电容X2以及电感器T3，电感器T3包括原边绕组T31和副边绕组T32，电容X1的一端分别与触点A以及原边绕组T31的一端连接，电容X1的另一端分别与触点B以及副边绕组T32的一端连接；电容X2的一端分别与整流桥开关电路3以及原边绕组T31的另一端连接，电容X2的另一端分别与整流桥开关电路3以及副边绕组T32的另一端连接。

继续参阅图3，所述整流桥开关电路3包括开关S3-1、开关S3-2与整流桥椎Br，所述整流桥椎Br的一个交流输入端作为开关S3-1的第一触点，整流桥椎Br的输出正端作为开关S3-1的第二触点，所述整流桥椎Br的另一个交流输入端作为开关S3-2的第一触点，整流桥椎Br的输出负端作为开关S3-2的第二触点，电容X2的一端与开关S3-1的第三触点连接，电容X2的另一端与开关S3-2的第三触点连接。

继续参阅图3，所述Boost升压电路4包括电感L1、电感L2、MOS管Q1、MOS管Q2、电容C1、二极管D1以及二极管D2，所述电感L1的一端以及电感L2的一端均与整流桥椎Br的输出正端连接，电容C1的一端、MOS管Q1的漏极以及MOS管Q2的漏极均与整流桥椎Br的输出负端连接，电感L1的另一端分别与二极管D1的正极以及MOS管Q2的源极连接，电感L2的另一端分别与二极管D2的正极以及MOS管Q1的源极连接；电容C1的另一端分别与二极管D1的负极以及二极管D2的负极连接。

继续参阅图3，所述全桥LLC高压直流变换电路5包括MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5、MOS管Q6、谐振电感Lr1、谐振电容Cr1、变换器T1、电容C2、二极管D3以及二极管D4，变换器T1包括原边绕组T11、副边绕组T12以及副边绕组T13，所述MOS管Q3的源极以及MOS管Q5的源极均与二极管D1的负极连接，所述MOS管Q4的漏极以及MOS管Q6的漏极均与电容C1的一端连接，MOS管Q3的漏极、MOS管Q4的源极以及谐振电感Lr1的一端连接，MOS管Q5的漏极、MOS管Q6的源极、谐振电感Lr1的另一端、谐振电容Cr1的一端以及原边绕组T11的一端连接，谐振电容Cr1的另一端与原边绕组T11的另一端连接；副边绕组T12的同名端与二极管D3的正极连接，副边绕组T12的异名端与副边绕组T13的同名端连接，副边绕组T13的异名端与二极管D4的正极连接，电容C2的一端分别与二极管D3的负极、开关S2-1的一端以及二极管D4的负极连接，电容C2的另一端分别与副边绕组T12的异名端以及开关S2-2的一端连接，所述电容C2的一端接动力电池E1的正极，电容C2的另一端接动力电池E1的负极。

继续参阅图3，所述半桥LLC低压直流变换电路6包括电容C3、电容C4、MOS管Q7、MOS管Q8、谐振电感Lr2、谐振电容Cr2、谐振电容Cr3、变换器T2、MOS管Q9以及MOS管Q10，所述变换器T2包括原边线圈T21、副边线圈T22以及副边线圈T23，所述电容C3的一端分别与二极管D1的负极、MOS管Q7的源极以及谐振电容Cr2的一端连接，电容C3的另一端分别与电容C1的一端、MOS管Q8的漏极以及谐振电容Cr3的一端连接，MOS管Q7的漏极、MOS管Q8的源极以及谐振电感Lr2的一端连接，电容Cr2的另一端、电容Cr3的另一端以及原边线圈T21的一端连接，谐振电感Lr2的另一端与原边线圈T21的另一端连接；副边线圈T22的同名端与MOS管Q9的源极连接，副边线圈T22的异名端与副边线圈T23的同名端连接，副边线圈T23的异名端与MOS管Q10的源极连接，电容C4的一端与MOS管Q9的漏极以及MOS管Q10的漏极连接，电容C4的另一端与副边线圈T22的异名端连接；电容C4的一端与低压端E2的正极连接，电容C4的另一端与低压端E2的负极连接。

如图4所示，本发明还提供一种功能集成式车载充电机的工作方法，采用电网给动力电池E1和低压端E2供电时，当电动汽车处于交流充电模式时，开关S2-1的一端与触点A不接触，开关S1-1的一端与触点A之间导通，开关S1-2的一端与触点B之间导通，开关S2-2的一端与触点B不接触，开关S3-1的第三触点与整流桥椎Br的一个交流输入端接通，开关S3-2的第一触点与整流桥椎Br的另一个交流输入端接通，此时交直流切换电路1切换为交流输入模式，经过交直流切换电路1将交流电转换为直流电，并经EMI滤波电路2、整流桥开关电路3以及Boost升压电路4传输至全桥LLC高压直流变换电路5，此时Boost升压电路4起到功率因数校正电路的作用，实现交流-直流变换，后级全桥LLC高压直流变换电路5将直流电转换成可变直流电源给动力电池E1充电，半桥LLC低压直流变换电路6将高压直流电转换成低压直流电经过同步整流后给低压端E2供电。

如图5所示，采用动力电池E1给低压端E2供电时，当电动汽车处于行车模式时，开关S2-1的一端与触点A之间导通，开关S1-1的一端与触点A之间不接触，开关S1-2的一端与触点B之间不接触，开关S2-2的一端与触点B之间导通，开关S3-1的第三触点与整流桥椎Br的输出正端接通，开关S3-2的第一触点与整流桥椎Br的输出负端接通，此时交直流切换电路1切换为直流输入模式，从动力电池E1获取的直流电经EMI滤波电路2、整流桥开关电路3以及Boost升压电路4进行直流变换后提供给半桥LLC低压直流变换电路6，此时Boost升压变换电路起到DC-DC变换电路的作用，半桥LLC低压直流变换电路6将高压直流电转换成低压直流电经过同步整流后给低压端E2供电，此时半桥LLC低压直流变换电路6由动力电池E1供电。

如图6所示，采用电网给动力电池E1或者低压端E2单独充电时，当电动汽车处于交流充电模式时，开关S2-1的一端与触点A之间导通，开关S1-1的一端与触点A之间不接触，开关S1-2的一端与触点B之间不接触，开关S2-2的一端与触点B之间导通，开关S3-1的第三触点与整流桥椎Br的输出正端接通，开关S3-2的第一触点与整流桥椎Br的输出负端接通，此时交直流切换电路1切换为交流输入模式，通过仅启用全桥LLC高压直流变换电路5，不启用半桥LLC低压直流变换电路6，实现单独给动力电池E1充电；

或者，当电动汽车处于交流充电模式时，交直流切换电路1切换为交流输入模式，通过仅启用半桥LLC低压直流变换电路6，不启用全桥LLC高压直流变换电路5，实现单独给低压端E2充电。

通过以上技术方案，本发明提供的一种功能集成式车载充电机及其工作方法，根据车载充电机和车载直流变换器电气拓扑结构特征，复用了车载电源前级Boost升压电路4实现有源功率因数校正电路功能和DC-DC变换电路功能，复用了Boost升压电路4的前级电路，后级的全桥LLC高压直流变换电路5与半桥LLC低压直流变换电路6同样复用了Boost升压电路4，器件复用的情况下，实现两种工作模式的功率变换控制功能，因此，本发明不仅能够实现多种工作模式的功率变换控制，同时通过复用，减少功率器件和控制器的使用数量，集成度较高，且将车载充电机和车载DC变换器集成在一起，有效降低了车载电源的体积和成本。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。