CN103248107A - 基于dsp控制的大功率车载充电装置 - Google Patents

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陈�峰
孙国平
曾庆军
牟晋力
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Abstract

本发明公开了一种基于DSP控制的大功率车载充电装置，主要由主回路和控制电路组成，主回路包括：单相不控整流电器、滤波电容、IGBT逆变器和高频整流变压器；控制电路包括：输出电压电流的采集与反馈、DSP控制系统和驱动电路。DSP根据反馈的电流值发送不同频率的PWM送给驱动电路，驱动电路对PWM进行升幅，从而控制IGBT的开通与关断。电流传感器采集输出电流，以保证输出电流维持大电流范围内对蓄电池快速充电。电压传感器采集输出电压，并送到DSP中进行判断，从而判定是否达到恒压充电条件，如果达到恒压则充电一段时间之后关断PWM，充电结束。本发明结构简单，系统可以稳定运行。

Description

基于DSP控制的大功率车载充电装置
技术领域
本发明涉及一种大功率车载充电装置，具体地说是一种通过DSP控制系统实现对电动汽车的蓄电池进行大功率快速充电的基于DSP控制的大功率车载充电装置。
背景技术
随着社会的发展，能源和环境问题已是人类社会发展共同面对的长期问题。因此，国家积极实施能源和环境保护战略，而电动汽车具有节能环保的作用，从而促进汽车的动力系统电动化转型。电动汽车的充电则是电动汽车尤为重要的环节。然而由于电动汽车起步晚，加上传统燃油汽车仍占主要地位，所以充电网点少。车载充电装置满足了电动汽车充电难的问题。目前市场上主要是小功率充电装置，而且充电时间长，大功率车载充电装置可以很好的解决充电时间长的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于DSP控制的大功率车载充电装置，采用该装置为电动汽车蓄电池充电，可以使蓄电池快速充电。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种基于DSP控制的大功率车载充电装置，其特征在于：该装置包括主电路和控制电路，所述主电路包括单相不控整流器、滤波电容、IGBT逆变器和高压整流变压器，与单相交流电连接的单相不控整流器依次通过滤波电容、IGBT逆变器、高压整流变压器与电动汽车的蓄电池相连；控制电路包括电压传感器、电流传感器DSP控制系统和驱动电路，电压传感器、电流传感器均与DSP控制系统连接，电压传感器采集的电压值、电流传感器采集的电流值均传送至DSP控制系统；DSP控制系统通过驱动电路与IGBT逆变器连接，其中DSP控制系统产生的PWM波通过驱动电路进行隔离升压来控制IGBT逆变器的开通与关断。
本发明中,单相交流电通过单相不控整流器、滤波电容和IGBT逆变器成为高频电压。DSP控制系统对IGBT逆变器的通断进行控制，使输出端得到高频电压。DSP控制器根据电流反馈值发送不同频率的PWM波，实现前期的恒流充电和后期的恒压充电。
驱动电路将DSP控制系统输出小幅值的PWM波经过光耦隔离和放大得到驱动IGBT所需幅值的PWM波，并留有足够的死区时间。高频整流变压器输出的电流能够满足电动汽车的快速充电。本发明适用于各种电动汽车的蓄电池充电。
本发明由主电路和控制电路组成，其中主电路由单相不控整流器、滤波电容、IGBT逆变器和高频整流变压器组成；控制电路由电压互感器、电流传感器、DSP控制系统和驱动电路组成。其特征是单相交流电通过单相不控整流器和滤波电容接到IGBT逆变器，IGBT逆变器输出端接高频整流变压器，高频整流变压器输出端接个电压互感器和电流传感器，并将高频变压器的输出端接到电动汽车的蓄电池。电流互感器测得的电流值进行反馈，接到DSP控制系统进行处理，如果低于设定的值就把PWM波的频率提高，保证以基本恒定的大电流对蓄电池充电。电压传感器采集输出电压并送至DSP控制系统，DSP控制系统判断电压值是否与设定值相等，如果相等就固定PWM频率不变，维持恒压充电一段时间后关闭PWM波，充电结束。而DSP控制系统输出的小幅值的PWM波需要接到驱动电路进行隔离升幅，得到IGBT所需要的导通电压，控制IGBT的开通与关断。
本发明可以通过DSP控制系统实现5-20KHz不同频率的PWM波，从而产生不同的充电电压，以保证开始以基本恒定的大电流对蓄电池进行快速充电。当电压互感器采集的电压与DSP控制系统设定的电压值相等时，固定PWM波频率不变，以恒压进行充电，充电一段时间之后关闭PWM波，充电结束。
本发明采用单相交流电，充电方便，而且可以实现快速充电。采用的单相不控整流器、IGBT逆变器以及DSP控制系统优点十分突出，电路简洁，稳定可靠性强，可以满足电动汽车蓄电池快速充电的需要。
附件说明
图1 是本发明的系统原理图。
具体实施方式
一种基于DSP控制的大功率车载充电装置，见图1，该装置包括主电路和控制电路。单相交流电1与主电路中的单相不控整流器2的两输入端相连，单相不控整流器2的两输出端与滤波电容3相并联，并接到IGBT逆变器4的输入端，IGBT逆变器4的输出端与高频整流变压器5的一次侧相连，高频整流变压器5的二次侧通过并连电压传感器7、串接电流互感器8接到电动汽车的蓄电池6。控制电路中的电压互感器7、电流传感器8采集的数据传输到DSP控制系统9的A/D采集口相连，DSP控制系统发出的PWM波通过接入驱动电路10的输入端，驱动电路10的输出端接IGBT逆变器4。
单相交流电1通过单相不控整流器2整流后得到直流电，通过滤波电容3得到更加稳定的直流电，通过IGBT逆变器4得到频率较高的高频交流电，高频交流电通过高频整流变压器5得到大电流并对蓄电池6充电。电流传感器8采集的电流信号发送给DSP控制系统9的模拟量采集端，经过处理送至DSP的A/D采集端，DSP根据反馈的电流值进行判断，如果低于设定的充电电流值，DSP就提高PWM波的频率，以实现基本恒定的电流对蓄电池充电。电压互感器7采集的数据传输到DSP控制系统9的模拟量采集端，经过处理送至DSP的A/D采集端，DSP根据采集的数据与设定值进行比较，判断是否达到恒压充电的电压值，如果达到DSP则发送固定的PWM波，以实现恒压充电。DSP输出的高频PWM波接到驱动电路10的输入端，驱动电路进行光耦隔离及对PWM波的升压达到IGBT逆变器4所需的高频PWM波，进而控制IGBT的开通与关断，实现逆变功能。
本发明电路简洁，稳定可靠性强，可以满足电动汽车蓄电池快速充电的需要。

Claims (5)

1.一种基于DSP控制的大功率车载充电装置，其特征在于：该装置包括主电路和控制电路，所述主电路包括单相不控整流器（2）、滤波电容（3）、IGBT逆变器（4）和高压整流变压器（5），与单相交流电（1）连接的单相不控整流器（2）依次通过滤波电容（3）、IGBT逆变器（4）、高压整流变压器（5）与电动汽车的蓄电池（6）相连；控制电路包括电压传感器（7）、电流传感器（8）DSP控制系统（9）和驱动电路（10），电压传感器（7）、电流传感器（8）均与DSP控制系统（9）连接，电压传感器（7）采集的电压值、电流传感器（8）采集的电流值均传送至DSP控制系统（9）；DSP控制系统（9）通过驱动电路（10）与IGBT逆变器（4）连接，其中DSP控制系统（9）产生的PWM波通过驱动电路（10）进行隔离升压来控制IGBT逆变器（4）的开通与关断。
2.根据权利要求1所述的基于DSP控制的大功率车载充电装置，其特征在于：单相交流电通过单相不控整流器（2）、滤波电容（3）和IGBT逆变器（4）成为高频电压。
3.根据权利要求1所述的基于DSP控制的大功率车载充电装置，其特征在于： DSP控制系统（9）对IGBT逆变器（4）的通断进行控制，使输出端得到高频电压。
4.根据权利要求1所述的基于DSP控制的大功率车载充电装置，其特征在于：DSP控制器（9）根据电流反馈值发送不同频率的PWM波，实现前期的恒流充电和后期的恒压充电。
5.根据权利要求1所述的基于DSP控制的大功率车载充电装置，其特征在于：驱动电路（10）将DSP控制系统（9）输出小幅值的PWM波经过光耦隔离和放大得到驱动IGBT所需幅值的PWM波，并留有足够的死区时间。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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