CN103219774A - 水冷电动汽车充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水冷电动汽车充电器，数字控制芯片、数模转换器和第四开关串联连接至误差放大器的正输入端，误差放大器的负输入端连接延迟网络，延迟网络与以并联方式连接的四路电压采样网络单元相接，第一路电压采样网络单元由第一电压采样网络和与其相连的第一开关组成，第二路电压采样网络单元由第二电压采样网络和与其相连的第二开关组成，第三路电压采样网络单元由第三电压采样网络和与其相连的第三开关组成，第四路电压采样网络单元由第四电压采样网络组成，数字控制芯片分别与第一开关、第二开关和第三开关控制连接，四路电压采样网络单元与数字控制芯片之间设有模数转换器。分段采样，采样分辨率提高，输出电压采样精度显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种水冷电动汽车充电器。
背景技术
目前水冷电动汽车充电器，如图1，包含脉宽调制器1、数字控制芯片2、补偿网络4、电压采样网络5、误差放大器9和数模转换器10，数字控制芯片2和数模转换器10串联连接至误差放大器9的负输入端，误差放大器9的负输入端连接电压采样网络5，电压采样网络5提供输出电压8，误差放大器9的负输入端与输出端之间连接有补偿网络4，误差放大器9的正输入端提供内部电压基准7，误差放大器9的输出端连接脉宽调制器1，脉宽调制器1的输出驱动功率电路。输出电压8的设定精度主要是由几方面决定：第一由开关电源专用的脉宽调制器1的内部电压基准决定；第二是由开关电源专用的脉宽调制器1所需要的输出电压采样网络5的精度决定；第三是由数字控制芯片2的模数转换器10的精度决定；第四是由数字控制芯片2所需要的输出电压采样网络5精度决定；互相影响，导致输出电压8精度不高，特别是在输出电压8设定值调整到较低值的时候，电压精度会变差更大，这是由于每部分采样电路在采样值处于较小值的时候，精度下降很多而造成。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种水冷电动汽车充电器，旨在解决输出电压精度不高、输出精度随采样范围变化下降等问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
水冷电动汽车充电器，包含脉宽调制器、数字控制芯片、补偿网络和误差放大器，误差放大器的负输入端与输出端之间连接有补偿网络，误差放大器的输出端连接脉宽调制器，特点是：所述数字控制芯片、数模转换器和第四开关串联连接至误差放大器的正输入端，误差放大器的负输入端连接延迟网络，延迟网络与以并联方式连接的四路电压采样网络单元相接，其中，第一路电压采样网络单元由第一电压采样网络和与其相连的第一开关组成，第二路电压采样网络单元由第二电压采样网络和与其相连的第二开关组成，第三路电压采样网络单元由第三电压采样网络和与其相连的第三开关组成，第四路电压采样网络单元由第四电压采样网络组成，数字控制芯片分别与第一开关、第二开关和第三开关控制连接，四路电压采样网络单元与数字控制芯片之间设有模数转换器。
进一步地，上述的水冷电动汽车充电器，其中，所述数字控制芯片为单片机。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
本发明分段采样，采样分辨率提高；输出电压分为3段校准，产生修正系数；内部不可更换的电压基准改为外部基准；输出电压采样精度大为提高，具有自校准特点，为汽车充电机输出电压的高精度控制提供切实可行的方法。用于水冷产品中，输出电压采样精度分段处理，每段精度提高，提供几点电压校验，每台机器可自校验，延迟网络为同一电压有两个采样网络采样提供可能，可选择不同电压采样网络，并采集相应电压值。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：背景技术充电器的结构框图；
图2：本发明充电器的结构框图；
图3：输出电压校准示意图。
具体实施方式
如图2所示，水冷电动汽车充电器，包含脉宽调制器1、数字控制芯片2、补偿网络4和误差放大器9，数字控制芯片2、数模转换器10和第四开关15串联连接至误差放大器9的正输入端，放大器9的正输入端提供外部电压基准19，误差放大器9的负输入端连接延迟网络6，延迟网络6与以并联方式连接的四路电压采样网络单元相接，其中，第一路电压采样网络单元由第一电压采样网络11和与其相连的第一开关16组成，第二路电压采样网络单元由第二电压采样网络12和与其相连的第二开关17组成，第三路电压采样网络单元由第三电压采样网络13和与其相连的第三开关18组成，第四路电压采样网络单元由第四电压采样网络14组成，数字控制芯片2分别与第一开关16、第二开关17和第三开关18控制连接，四路电压采样网络单元与数字控制芯片2之间设有模数转换器3，四路电压采样网络单元提供输出电压8。误差放大器9的负输入端与输出端之间连接有补偿网络4，误差放大器9的输出端连接脉宽调制器1，脉宽调制器1的输出驱动功率电路。其中，误差放大器9为通用运算放大器，数字控制芯片2为通用单片机。
为增加电路的灵活性，内部电压基准改为外部电压基准19，在需要更高精度输出电压的时候，可采用更高精度的器件，为设计提供了足够高的灵活性。输出电压采样网络设为四路电压采样网络单元，在第一路电压采样网络单元、第二路电压采样网络单元和第三路电压采样网络单元分别设有开关，由数字控制芯片2控制其开关。在四路电压采样网络单元和误差放大器9之间设有延迟网络6。四路电压采样网络单元与数字控制芯片2之间设有模数转换器3，数模转换器10和误差放大器9之间设有第四开关15。
将整个输出电压分为四段，每段对应一个电压采样网络，每段输出电压在第四开关15断开的情况下，由第一开关16、第二开关17和第三开关18以及外部电压基准19决定输出电压的设定值，数字控制芯片2通过模数转换器3采样到的电压信号和内部控制开关的信号计算输出电压值，并记录在存储器中，第一开关16、第二开关17和第三开关18每次变换状态之前，数字芯片2会得到一个输出电压的采样电压值，在变化状态之后也会得到一个输出电压的采样电压值，把这两个值平均，则可得到一个精度更高的输出电压信号，延迟网络6的作用是使第一开关16、第二开关17和第三开关18状态变化以后，输出电压保持一段时间不变，以使数字控制芯片2通过模数转换器3得到输出电压的第二个采样值。如图3，输出电压采样值a和b分别为第一开关16状态变化前后的结果，取平均值则可得到一个精度更高的输出电压值，用这个值和第一开关16的状态可得到一个修正系数x，同样，第二开关17和第三开关18也会产生两个修正系数y和z。修正系数x，y，z用来修正第一开关16、第二开关17和第三开关18对应的第一电压采样网络11、第二电压采样网络12和第三电压采样网络13的采样电压值，这样输出电压的采样精度得到显著提高。
在第四开关15闭合的情况下，输出电压可连续调节，由于输出电压采样分为四段，外部电压基准19和数模转换器10所需要调整的范围是现有技术所需要的1/4，在保持相同调整电压范围的情况下，每一个电压单位对应输出电压是现有技术的4倍，本发明电路采样到的输出电压的分辨率是现有技术电路的4倍，采样精度得到了较大的提高，输出电压的精度也得到了明显提高。如需要更高的采样精度，可增加开关与输出电压采样网络。
可以看出：1）输出电压分为3段校准，产生修正系数；2）分段采样，采样分辨率提高；3）内部不可更换的电压基准改为外部基准。本发明的输出电压采样精度大为提高，并提供了进一步提高的空间。
本发明采样精度高，具有自校准功能，并可进一步提高采样精度，为汽车充电机输出电压的高精度控制提供切实可行的方法。用于水冷产品中，输出电压采样精度分段处理，每段精度提高，提供几点电压校验，每台机器可自校验，延迟网络为同一电压有两个采样网络采样提供可能，可选择不同电压采样网络，并采集相应电压值。
需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.水冷电动汽车充电器，包含脉宽调制器、数字控制芯片、补偿网络和误差放大器，误差放大器的负输入端与输出端之间连接有补偿网络，误差放大器的输出端连接脉宽调制器，其特征在于：所述数字控制芯片、数模转换器和第四开关串联连接至误差放大器的正输入端，误差放大器的负输入端连接延迟网络，延迟网络与以并联方式连接的四路电压采样网络单元相接，其中，第一路电压采样网络单元由第一电压采样网络和与其相连的第一开关组成，第二路电压采样网络单元由第二电压采样网络和与其相连的第二开关组成，第三路电压采样网络单元由第三电压采样网络和与其相连的第三开关组成，第四路电压采样网络单元由第四电压采样网络组成，数字控制芯片分别与第一开关、第二开关和第三开关控制连接，四路电压采样网络单元与数字控制芯片之间设有模数转换器。
2.根据权利要求1所述的水冷电动汽车充电器，其特征在于：所述数字控制芯片为单片机。
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2013
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