CN103595091A - 基于dsc的电动汽车车载设备供电电源系统 - Google Patents
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Abstract
基于DSC的电动汽车车载设备供电电源系统，它涉及电动汽车技术领域。它包括交流输入电网、主电路、电池负载和控制电路，所述控制电路包括DSC数字化控制模块、故障保护模块、高频驱动模块和采样及信号处理模块，所述主电路包括输入整流滤波模块、高频逆变模块、功率变压模块和输出整流滤波模块，本发明功率密度大，输出功率大，重量轻，系统稳定，响应速度快，控制精度高，性能好，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种基于DSC的电动汽车车载设备供电电源系统。
背景技术
现有传统的电动汽车车载设备供电电源系统开关功率损耗大，开关频率低，供电不稳定，开关管导通留下死区时间产生电流电压叠加损耗，严重抑制开关频率的提高，影响快速稳定充电的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种功率密度大，输出功率大，重量轻，系统稳定，响应速度快，控制精度高，性能好，可靠性高的电动汽车车载设备供电电源系统。
为了解决背景技术中所存在的问题，本发明采用以下技术方案：它包括交流输入电网、主电路、电池负载和控制电路，所述控制电路包括DSC数字化控制模块、故障保护模块、高频驱动模块和采样及信号处理模块，所述高频驱动模块一端与高频逆变模块连接，另一端与DSC数字化控制模块连接，DSC数字化控制模块再分别与故障保护模块一端、采样及信号处理模块一端连接，故障保护模块另一端与交流输入电网连接，一端采样及信号处理模块另一端与电池负载连接；
所述主电路包括输入整流滤波模块、高频逆变模块、功率变压模块和输出整流滤波模块，所述输入整流滤波模块一端与交流输入电网相连接，另一端与高频逆变模块一端连接，高频逆变模块另一端与功率变压模块一端连接，功率变压模块另一端与输出整流滤波模块一端连接，输出整流滤波模块另一端与电池负载连接。
本发明采用大功率全桥变换器来获得大功率的输出，从而使功率密度大，输出功率大，实现电动汽车供电的DSC数字化高效高速控制，实现了大功率充电的充电系统体积小，重量轻，系统稳定，响应速度快，控制精度高，性能好，可靠性高，该系统以数字信号处理器DSC为核心，将数字化控制技术应用到全桥逆变系统中，通过软件编程，使系统实现稳定、可靠的大功率输出，此外，本发明还采用了电流电压反馈的数字化控制技术，采用了DSC技术和开关电源充电，使系统的动态特性优良、控制精度高，系统稳定，充电时安全性高，可靠性高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于DSC的电动汽车车载设备供电电源系统，它包括交流输入电网、主电路、电池负载和控制电路，所述控制电路包括DSC数字化控制模块、故障保护模块、高频驱动模块和采样及信号处理模块，所述高频驱动模块一端与高频逆变模块连接，另一端与DSC数字化控制模块连接，DSC数字化控制模块再分别与故障保护模块一端、采样及信号处理模块一端连接，故障保护模块另一端与交流输入电网连接，一端采样及信号处理模块另一端与电池负载连接；
所述主电路包括输入整流滤波模块、高频逆变模块、功率变压模块和输出整流滤波模块，所述输入整流滤波模块一端与交流输入电网相连接，另一端与高频逆变模块一端连接，高频逆变模块另一端与功率变压模块一端连接，功率变压模块另一端与输出整流滤波模块一端连接，输出整流滤波模块另一端与电池负载连接。
所述DSC数字化控制模块由数字信号处理器及其外围电路组成，所述数字信号处理器采用dsPIC33FJ32MC204芯片，调节主电路的电流和电压输出。
所述故障保护模块分别为检测工频交流输入电压，是电压检测装置；检测过温信号，是温度继电器；检测初级过流信号，是霍尔电流传感器。
所述采样及信号处理模块为电流电压传感器，与电池负载相连接，所述DSC数字化控制模块通过A/D转换，将采集到的电流和电压信号送到DSC中，DSC通过PI算法对电源主电路的电流和电压进行闭环控制，产生需要的移相PWM波形，经高频驱动模块控制功率器件MOSFET开关管的导通和关断时间，以达到控制电流和电压的目的，实现数字化控制；所述故障保护模块通过检测电动汽车充电电源系统的电流和电压，以及温度是否在正常范围内，反馈信号给DSC数字化控制模块；所述高频驱动模块的另一端与高频逆变模块相连接，高频驱动模块通过控制功率器件MOSFET开关管的开关时间驱动高频逆变模块；所述采样及信号处理模块的另一端与电动汽车电池负载相连接，电流电压采样及信号处理模块采集系统电流和电压信号通过A/D转换经DSC计算调节PWM信号移相角以控制系统的电流和电压。
主电路采用电压型全桥移相软开关变换器，其拓扑结构由输入整流电路、储能电感、全桥逆变电路、高频隔离变压器、输出整流电路和LC滤波电路组成，其中V1-A和V1-B为输入整流二极管，V1～ V4为4个MOSFET开关管，每个开关管上带有寄生二极管和寄生电容，L5是谐振电感，V14～V17为输出整流二极管，电感L6、电容组成输出滤波电路，V1和V3组成的桥臂为超前桥臂，V2和V4组成的桥臂为滞后桥臂，每个桥臂的2个功率管成180°互补导通，两个桥臂之间的导通角相差一个相位，即移相角，通过调节该移相角就可以调节输出电流和电压。高频变换器回路中主功率开关管的寄生电容和隔离变压器的寄生电感、漏感以及谐振电感等构成了一个LC谐振回路，在功率开关器件开关过程中实现零电压谐振换流，使其工作在软开关状态，开关损耗低，器件的电磁应力大幅减少。
Claims (4)
1.基于DSC的电动汽车车载设备供电电源系统，其特征在于，它包括交流输入电网、主电路、电池负载和控制电路，所述控制电路包括DSC数字化控制模块、故障保护模块、高频驱动模块和采样及信号处理模块，所述高频驱动模块一端与高频逆变模块连接，另一端与DSC数字化控制模块连接，DSC数字化控制模块再分别与故障保护模块一端、采样及信号处理模块一端连接，故障保护模块另一端与交流输入电网连接，一端采样及信号处理模块另一端与电池负载连接；
所述主电路包括输入整流滤波模块、高频逆变模块、功率变压模块和输出整流滤波模块，所述输入整流滤波模块一端与交流输入电网相连接，另一端与高频逆变模块一端连接，高频逆变模块另一端与功率变压模块一端连接，功率变压模块另一端与输出整流滤波模块一端连接，输出整流滤波模块另一端与电池负载连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述DSC数字化控制模块由数字信号处理器及其外围电路组成，所述数字信号处理器采用dsPIC33FJ32MC204芯片，调节主电路的电流和电压输出。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述故障保护模块分别为检测工频交流输入电压，是电压检测装置；检测过温信号，是温度继电器；检测初级过流信号，是霍尔电流传感器。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采样及信号处理模块为电流电压传感器。
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- 2013-10-28 CN CN201310514900.3A patent/CN103595091A/zh active Pending
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