CN104967195B - 一种智能变频控制的电动汽车充电系统 - Google Patents

一种智能变频控制的电动汽车充电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104967195B
CN104967195B CN201510241565.3A CN201510241565A CN104967195B CN 104967195 B CN104967195 B CN 104967195B CN 201510241565 A CN201510241565 A CN 201510241565A CN 104967195 B CN104967195 B CN 104967195B
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
connects
capacitor
modules
electric automobile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510241565.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104967195A (zh
Inventor
敖志平
赵建明
赵国
郑兴隆
徐彭飞
储正海
龙夏
钟思翰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Of Green Right Scientific And Technological Group LLC
East A Suining City Co Ltd By Bus
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
Sichuan Of Green Right Scientific And Technological Group LLC
East A Suining City Co Ltd By Bus
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Of Green Right Scientific And Technological Group LLC, East A Suining City Co Ltd By Bus, University of Electronic Science and Technology of China filed Critical Sichuan Of Green Right Scientific And Technological Group LLC
Priority to CN201510241565.3A priority Critical patent/CN104967195B/zh
Publication of CN104967195A publication Critical patent/CN104967195A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104967195B publication Critical patent/CN104967195B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种智能变频控制的电动汽车充电系统,包括AC‑DC整流滤波模块、功率因数校正模块、DC‑AC逆变模块、隔离变压器、充电模块,AC‑DC整流滤波模块的电压输入点连接外部市电,电压输出端通过功率因数校正模块连接DC‑AC逆变模块的电压输入端,DC‑AC逆变模块的电压输出端通过隔离变压器连接充电模块的电压输入端,充电模块的电压输出端连接电动汽车电池的正、负电极;还包括缓启动模块,缓启动模块的输入端连接DC‑AC逆变模块的半桥输出端,电源输出端连接DC‑AC逆变模块的半桥驱动电路的电源端,缓启动输出端连接DC‑AC逆变模块的缓启动输入端。本发明能够为电动汽车电池进行安全、稳定的充电,防止电池过充电或充电不足,延长电动汽车电池的使用寿命,本发明适用于对跟中电动汽车进行充电。

Description

一种智能变频控制的电动汽车充电系统
技术领域
本发明属于电动汽车领域,涉及一种电动汽车的充电系统,具体地说是一种智能变频控制的电动汽车充电系统。
背景技术
随着车辆保有量的不断增多,以及能源枯竭和环境污染问题的日益严重,制造出利用新型能源为驱动能源的车辆成为各大车辆生产厂家的竞争部分。目前新型电动汽车已出现在车辆的销售市场中,包括混合动力(油电混合动力)和单纯电动力的车辆,而无论是混合动力的车辆还是单纯电动力的车辆,都是依靠车辆搭载的电动汽车电池为驱动能源,而电动汽车电池的使用原理是将220V的交流电转换为自己的能量后为车辆提供动力,当电动汽车电池的电量较低时,则需要对电动汽车电池进行充电补充能量才能继续驱动汽车运行。而电动汽车电池的充电过程需要使用到充电系统,现有的充电系统的充电方式需要花费较长的时间,而且充电过程的保护欠缺,容易造成过充电或充电不足的情况,一旦出现过充电或者充电不足的情况容易导致电动汽车电池出现寿命变短等故障,对于车辆来说是很大的问题。因此,如何令电动汽车电池的充电及使用更安全、稳定成为现有技术需要探索的和完成的目标。
发明内容
本发明的目的,是提供一种智能变频控制的电动汽车充电系统,以使电动汽车电池的充电过程更加安全、稳定,同时能够保证电动汽车电池既不过充电,也不会出现充电不足的情况,即能够延长电动汽车电池的使用寿命,间接提高车辆的性能。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种智能变频控制的电动汽车充电系统,它包括:AC-DC整流滤波模块、功率因数校正模块、DC-AC逆变模块、隔离变压器、充电模块,所述AC-DC整流滤波模块的电压输入端连接外部市电,其电压输出端通过功率因数校正模块 连接 DC-AC 逆变模块的电压输入端,DC-AC逆变模块的电压输出端连接隔离变压器的初级侧,隔离变压器的次级侧连接充电模块的电压输入端,充电模块的电压输出端连接电动汽 车电池的正、负电极;还包括用于充电开始时令DC-AC逆变模块缓启动的缓启动模块,所述缓启动模块的输入端连接 DC-AC逆变模块的半桥驱动电路的桥臂中点,其电源输出端连接DC-AC逆变模 块的半桥驱动电路的电源输入端,其缓启动输出端连接DC-AC逆变模块的缓启动输入端。
作为对本发明的限定:它还包括对电动汽车电池充电状态进行检测的充电检测模块、以及作为充电检测处理中心和对DC-AC逆变模块变频与充电状态进行控制的 MCU 控制模 块,所述充电检测模块的检测输入端分别连接电动汽车电池的正、负极,其检测信号输出端连接 MCU 控制模块的信号输入端,MCU控制模块的控制信号输出端连接DC-AC逆变模块的控制输 入端。
作为对 AC-DC整流滤波模块的限定:所述AC-DC整流滤波模块包括第一整流桥、第一电容器,所述第一整流桥的交流输入端连接外部市电,其直流输出端连接第一电容器的正、负极。
作为对功率因数校正模块的限定:所述功率因数校正模块包括功率因数控制芯片,所述功率因数控制芯片的电流检测输入端与第一MOS管的源极、第一电阻一端相连,其驱动输出端与第一MOS管的栅极相连,第一电感一端与第一二极管阳极、第一 MOS 管漏极相 连,另一端作为功率因数校正模块第一输入端与第一电容器正极相连,第二电容器正极与第一二极管阴极相连,其连接点作为功率因数校正模块的输出端,第二电容器负极与第一电阻 另一端、功率因数控制芯片地端、第一电容器负极相连,其连接点作为公共地端。
作为对 DC-AC逆变模块的限定:所述DC-AC逆变模块包括半桥驱动电路、电子控制开关电路、半桥逆变电路,所述半桥驱动电路的电源输入端连接功率因数校正模块的输出端,其输出端连接半桥逆变电路的输入端,半桥逆变电路的输出端作为 DC-AC 逆变模块的输出端;所述电子控制开关电路的输入端连接 MCU 控制模块的控制信号输出端,其输出端连接半桥驱动电路的控制输入端。
作为对 DC-AC 逆变模块的进一步限定:所述半桥驱动电路包括 IR2153驱动芯片,电子控制开关电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管,半桥逆变电路包括第二MOS管、第三MOS管,所述IR2153驱动芯片的第一管脚通过第二二极管与第二电阻的串联电路连接第一二极管与第二电容器串联电路的中间节点,同时还通过第四电容器接地,所述IR2153 驱动芯片的第二管脚通过第三电阻与第七电容器的串联电路接地,同时还通过第三 电路连接其自身的第三管脚,所述IR2153驱动芯片的第四管脚接地,第五管脚通过第五电阻连接第三MOS管的栅极,第六管脚连接第三MOS管的漏极,同时还通过第九电容器与镇流 电感的串联电路作为DC-AC逆变模块的输出端,所述IR2153驱动芯片的第七管脚通过第四电阻连接第二MOS管的栅极,第二MOS管的源极连接第三MOS管的漏极,第二MOS管的漏极连接第一二极管与 第二电容器串联电路的中间节点,所述IR2153驱动芯片的第八管脚通过第三二极管连接自身的第一管脚; 所述第一三极管的集电极连接IR2153驱动芯片的第一管脚,发射极接地;第二三极管的集电极通过第五电容器连接IR2153驱动芯片的第三管脚,发射极接地 ;第三三极管的集电极连接IR2153驱动芯片的第三管脚,发射极接地。
作为对缓启动模块的限定:所述缓启动模块包括第四三极管,所述第四三极管的基极通过第十一电容器接地,集电极通过第六电容器连接IR2153 驱动芯片的第三管脚,发射极接地,所述第十一电容器与第四三极管基极连接的中间节点还通过第九电阻与第四二极管的并联电路分别连接IR2153驱动芯片的第一管脚,以及第五二极管阴极;第五二极管的阳极通过第十电容器连接 IR2153驱动芯片的第六管脚,且通过第十电容器与第八电容器的串联电路连接 IR2153驱动芯片的第八管脚;所述第五二极管的阳极还通过稳压管接地。
作为对充电模块的限定:所述充电模块包括第二整流桥,所述第二整流桥的输入端分别连接隔离变压器的次级侧,其输出端通过第十二电容器作为充电模块的输出端,其正极连接电动汽车电池的正极,其负极通过第十电阻连接电动汽车电池的负极;所述充电检测模块包括充电电压检测电路和充电电流检测电路,所述充电电压检测电 路的两个检测输入端分别连接电动汽车电池的正、负极,充电电流检测电路的两个检测输入 端分别连接于第十电阻的两端,充电电压检测电路与充电电流检测电路的检测输出端分别 连接MCU控制模块的信号输入端,MCU控制模块的第一控制信号输出端通过第六电阻连接 第一三极管的基极,第二控制信号输出端通过第七电阻连接第三三极管的基极,第三控制 信号输出端通过第八电阻连接第二三极管的基极。
作为对MCU控制模块的限定:所述MCU控制模块包括MCU控制中心、对应于三个控制信号输出端的三个隔离驱动电路,所述三个隔离驱动电路的结构相同,均包括光电耦合器,所述光电耦合器的发光二极管的阳极通过第十一电阻连接MCU控制中心的三个信号输出端,其阴极连接电动汽车电池的负极,光电耦合器的三极管的集电极连接功率因数校正模块的正输出端,发射极通过第十二电阻连接DC-AC逆变模块的公共地端,所述光电耦合器的三极管的发射极与第十二电阻连接的中间节点作为MCU控制模块的控制信号输出端。
由于采用了上述的技术方案,本发明与现有技术相比,所取得的技术进步在于:
(1)本发明首先将外部交流变换成直流,然后通过DC-AC逆变再将直流电逆变转为频率可控的交流电输出,然后通过镇流电感使得输出电流恒定,并且输出电流大小受逆变后交流电频率控制,不仅控制简单方便,而且易于智能控制,令电动汽车电池在充电过程中的电流更加稳定和安全;
(2)本发明采用隔离变压器使得充电电源与逆变交流电隔离,不仅使得充电过程更加安全,而且通过调节隔离变压器的匝数比能使得充电器满足不同电压幅值电池的电动汽车充电使用;
(3)本发明DC-AC逆变模块中的IR2153驱动芯片启动后采用半桥输出电压,该输出电压经过整流滤波后再进行供电,并通过旁路电子开关控制DC-AC逆变模块的工作状态,不仅使得损耗降低,而且使得充电状态得到有效控制;
(4)本发明采用充电状态检测模块对汽车电池充电状态进行监视,并将检测结果反馈到MCU控制中心,MCU控制中心根据检测结果发出相应脉冲控制电子开关的通断,从而实现智能调频、智能管理充电状态,防止电动汽车电池过充电或充电不足的情况发生。
本发明能够为电动汽车的电动汽车电池进行安全、稳定的充电,防止电动汽车电池过充电或充电不足,延长电动汽车电池的使用寿命。
本发明适用于对电动汽车的电动汽车电池进行充电。
本发明下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例的结构框图;
图2是本发明实施例的电路原理图;
图3是本发明本实施例中MCU控制模块的隔离驱动电路的电路原理图;
图4是本发明实施例的A点、B点充电时的波形变化示意图;
图5是本发明实施例的电动汽车电池充电时正负极电压的波形变化示意图。
具体实施方式
实施例 一种智能变频控制的电动汽车充电系统
本实施例为一种智能变频控制的电动汽车充电系统,如图1所示,它包括:AC-DC整流滤波模块、功率因数校正模块、DC-AC逆变模块、隔离变压器、充电模块以及缓启动模块。所述AC-DC整流滤波模块的电压输入点连接外部市电,其电压输出端通过功率因数校正模块连接DC-AC逆变模块的电压输入端,DC-AC逆变模块的电压输出端连接隔离变压器的初级侧,隔离变压器的次级侧连接充电模块的电压输入端,充电模块的电压输出端连接电动汽车电池的正、负电极。缓启动模块用于充电开始时令DC-AC逆变模块缓启动的,所述缓启动模块的输入端连接DC-AC逆变模块的半桥输出端,其电源输出端连接DC-AC逆变模块的半桥驱动电路的电源端,其缓启动输出端连接DC-AC逆变模块的缓启动输入端。
此外,为了令本实施例更加完善,本实施例还包括对DC-AC逆变模块进行检测的充电检测模块、以及作为充电将检测处理中心和对DC-AC逆变模块变频与充电状态控制中心的MCU控制模块,所述充电检测模块的检测输入端分别连接电动汽车电池的正、负极,其检测信号输出端连接MCU控制模块的信号输入端,MCU控制模块的控制信号输出端连接DC-AC逆变模块的控制输入端。
本实施例的具体电路原理图如图2所示:
(1)AC-DC整流滤波模块,本实施例中的AC-DC整流滤波模块的作用是将220V/50Hz的交流市电通过整流、滤波后得到直流电压,为DC-AC逆变模块提供电源电压。为了实现AC-DC正路滤波模块的整流和滤波作用,本实施例中的AC-DC整流滤波模块由整流桥BRIDG1和电解电容C1组成。其中,整流桥BRIDG1可以是集成电路桥堆,也可以是由四只二极管构成的全桥,整流桥BRIDG1两交流输出端与220V交流市电相连,两直流输出端分别与电解电容C1的正负极相连,其连接点分别作为AC-DC整流滤波模块直流电压输出端和公共地端,最终由该连接点输出幅值约为300V的直流电压。
(2)功率因数校正模块,用于提高电动汽车充电器系统的功率因数。本实施例的功率因数校正模块式基于MC34362控制芯片的功率因素校正模块拓扑结构,所述功率因数校正拓扑结构包括功率因素控制芯片MC34362以及其外围的电阻、电容、二极管、电感、MOS管等器件,具体连接形式如图2所示:
所述功率因数控制芯片MC34362的电流检测输入端通过第一MOS管T1的源极、漏极与第一电感线圈L1连接第一电容器C1的正极,同时还通过第一电阻R1连接第一电容器C1的负极,功率因数控制芯片MC34362的驱动输出端连接第一MOS管T1的栅极,功率因数控制芯片MC34362的接地端连接第一电容器C1的负极后接地,所述第一MOS管T1的漏极还通过第一二极管D1与第二电容器C2的串联电路连接功率因数控制芯片MC34362的接地端。
(3)DC-AC逆变模块,用于将AC-DC整流滤波模块输出的直流电压逆变成高频且频率可控的交流电压输出。DC-AC逆变模块包括半桥驱动电路、电子控制开关和半桥逆变电路三个部分,半桥驱动电路以IR2153为核心,输出两组相位相反的脉冲分别驱动半桥逆变的两个MOS管,半桥逆变电路在驱动脉冲作用下将300V直流电变换成0-300V的脉冲,而电子控制开关用于控制逆变电路的工作状态和输出脉冲的频率。具体连接方式如图2所示:
所述半桥驱动电路包括IR2153驱动芯片IR2153,电子控制开关电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3,半桥逆变电路包括第二MOS管T2、第三MOS管T3,所述IR2153驱动芯片IR2153的第一管脚通过第二二极管D2与第二电阻R2的串联电路连接第一二极管D1与第二电容器C2串联电路的中间节点,同时还通过第四电容器C4接地,所述IR2153驱动芯片IR2153的第二管脚通过第三电阻R3与第七电容器C7的串联电路接地,同时还通过第三电阻R3连接其自身的第三管脚,所述IR2153驱动芯片IR2153的第四管脚接地,第五管脚通过第五电阻R5连接第三MOS管T3的栅极,第六管脚连接第三MOST3管的漏极,同时还通过第九电容器与镇流电感的串联电路作为DC-AC逆变模块的输出端,所述第七管脚通过第四电阻R4连接第二MOS管T2的栅极,第二MOS管T2的源极连接第三MOS管T3的漏极,第二MOS管T2的漏极连接第一二极管D1与第二电容器C2串联电路的中间节点,所述第八管脚通过第三二极管D3连接自身的第一管脚;
所述第一三极管Q1的集电极连接IR2153驱动芯片R2153的第一管脚,发射极接地;第二三极管Q2的集电极通过第五电容器C5连接IR2153驱动芯片IR2153的第三管脚,发射极接地;第三三极管Q3的集电极连接IR2153驱动芯片IR2153的第三管脚,发射极接地。
上述连接中第二电阻R2与第一二极管D1相连接的节点作为DC-AC逆变模块的电压输入端;第八电容其C8的负极与第二MOS管T2的源极、第三MOS管T3的漏极以及IR2153驱动芯片IR2153的第六管脚相连的连接点作为DC-AC逆变模块半桥输出端A点;而半桥输出端A点通过第九电容器C9、镇流电感L2后的输出点作为DC-AC逆变模块的第一输出端B点;第六电阻R6未与第一三极管Q1基极相连的一端作为DC-AC逆变模块第一控制输入端VS1,第七电阻R7未与第三三极管Q3基极相连的一端作为DC-AC逆变模块第二控制输入端VS2,第八电阻R8未与第二三极管Q2基极相连的一端作为DC-AC逆变模块第三控制输入端VS3,第六电容器C6未与IR2153驱动芯片IR2153第三管脚相连的一端作为缓启动输入端,而IR2153驱动芯片IR2153的第四管脚作为整体DC-AC逆变模块的公共地端。
(4)缓启动模块,用于为 DC-AC 逆变模块启动后提供电源和频率变换,包括两个二极管、一个稳压二极管、两个电容、一个电阻和一个三极管,电路连接形式如图2所示:所述的三极管为第四三极管Q4,所述第四三极管Q4的基极通过第十一电容器C11接地,集电极通过第六电容器C6连接IR2153驱动芯片IR2143的第三管脚,发射极接地,所述第十一电容器C11与第四三极管Q4基极连接的中间节点还通过第九电阻R9与第四二极管 D4的并联电路分别连接 IR2153 驱动芯片 IR2153 的第一管脚,以及第五二极管D5的阴极,第五二极管 D5 的阳极通过第十电容器C10连接IR2153驱动芯片的第六管脚,且通过第十电容器C10与第八电容器C8的串联电路连接IR2153驱动芯片IR2153的第八管脚;所述第五二极管D5的阳极还通过稳压管D6连接公共地。
(5)隔离变压器L3,首先将充电模块与DC-AC逆变模块的交流电隔离,以防止充电过程发生触电现象;其次还用于变压使用,由于DC-AC逆变模块输出交流电幅值为150V,难以满足供电电池电压较高的电动汽车充电使用,而隔离变压器初级侧和次级侧线圈匝数比取决于充电电池电压大小。
本实施例中隔离变压器L3的初级侧一端连接DC-AC逆变模块的第一输出端B点,另一端接地,次级侧作为输出端连接后续充电模块的输入端。
(6)充电模块,用于将隔离变压器L3次级侧输出的交流电通过整流滤波转换为直流电为电动汽车充电。本实施例的充电模块包括第二整流桥和第二滤波电容,同第一整流桥相同采用整流桥BRIDG2和第十二电容器C12,整流桥BRIDG2交流输出端与隔离变压器L3的次级相连,直流输出端分别与第十二电容器C12的正负极相连,并作为充电模块的输出端,与电动汽车电池正负极相连。
(7)充电检测模块,包括充电电压检测电路和充电电流检测电路。充电电压检测电路是检测电动汽车电池在不同时刻充电时两端电压变化情况,充电电流检测电路是监控充电过程中电流变化情况,为了实现对电流的监测,本实施例设置有第十电阻R10,所述第十电阻R10串接于电动汽车电池负极与充电模块的输出端之间,通过检测第十电阻R10两端的电压来间接监测充电电流。本实施例具体设置时如图2所示,所述充电电压检测电路的两端分别连接电动汽车电池的正负极,充电电流检测电路的两端分别连接第十电阻R10的两端。
(8)MCU控制模块,包括MCU控制中心和隔离驱动电路,其中充电电压、电流检测模块将检测结果反馈到MCU控制中心进行处理,根据检测结果发出相应控制脉冲给隔离驱动电路,进而控制DC-AC逆变模块输出交流电的频率与大小。MCU控制模块作为充电检测结果处理中心和逆变电路的变频与充电状态的控制中心,由电动汽车电池经降压稳压后供电,
所述MCU控制中心的地端与充电电源负极D相连,其检测信号输入端分别与充电电压检测模块、充电电流检测模块输出端Vf1、Vf2相连,脉冲输出端通过隔离驱动电路分别与DC-AC逆变模块的第一、第二、第三控制输入端VS1、 VS2、 VS3相连。
而隔离驱动电路如图3所示:包括两个电阻R11、R12和1个光电耦合器QW1,第十一电阻R11的一端与MCU控制中心的控制信号输出端相连,另一端与光电耦合器QW1的发光二极管的阳极相连;第十二电阻R12一端与光电耦合器QW1的光电管发射极相连,其连接点作为隔离驱动电路的输出端VS,另一端与DC-AC逆变模块的公共地端相连,光电耦合器QW1的发光二极管的阴极与电动汽车电池的负极D相连,光电管的集电极供电端VEE通过降压稳压电路与功率因数校正模块正输出端相连。
本实施例的工作原理为:接通电源后首先缓启动DC-AC逆变模块,具体为AC-DC整流滤波模块输出直流电压经过功率因数校正模块校正后通过第二电阻R2向第三电容器C3充电,当第三电容器C3两端电压达到8.1V时,IR2153驱动芯片IR2153开始工作,此时半桥输出端A点产生频率为 、幅度为300V的脉冲,脉冲经过第十电容器C10后变成正负脉冲,正脉冲流经第五二极管D5,又由第四电容器C4滤波后变成直流电压为IR2153驱动芯片IR2153供电,负脉冲由稳压二极管D6流向地端,稳压二极管D6使得为IR2153驱动芯片IR2153的供电电压稳定在15.6V左右。流经第五二极管D5的电流同时经过第九电阻R9为第十一电容器C11进行充电,使得第四三极管Q4导通,此时半桥输出端A点产生频率变为, DC-AC逆变模块缓启动过程结束。此后本实施例进入正常充电状态,此过程中第四三极管Q4保持导通。半桥输出端A输出脉冲经过第九电容器C9变成正负脉冲,又经过镇流电感L2、隔离变压器L3后为充电模块提供高频交流电,高频交流电经过整流滤波后变成直流电为电动汽车电池充电,正常充电时半桥输出A点波形与B点波形图示意图如图4所示。假设镇流电感后的总阻抗为RL,半桥输出脉冲频率为fr,则充电电流为,由于RL远小于镇流电感阻抗,充电电流近似为,因此近似恒流充电。
为了保证电动汽车充电电池安全,需在充电过程中对电池两端电压变化和充电电流进行检测,以免损坏电池。电动汽车电池充电过程两端电压变化如图5所示,从充电开始,两端电压逐渐增加,当电压达到V3后又缓慢减小,当电压下降到V2视为电池充满。结合电池充电特点可将电动汽车正常充电划分为三个阶段,即大电流恒流充电、小电流恒流充电和涓流充电。在开始充电一段时间内以频率的脉冲进行充电,当检测到电池静态电压达到V1时,MCU控制中心使得电子开关第二三极管Q2导通,此时以频率为的脉冲进行充电,而当电池电压继续升高到一定电压值时,MCU控制中心以某一频率脉冲控制电子开关第一三极管Q1的通断,使得IR2153处于间断性工作,从而使充电进入涓流充电状态。当充电完成后,MCU控制中心控制电子开关第一三极管Q1导通使得充电结束。
此外,在实际应用时可以增加电子开关个数、电容个数来增加调频级别个数,在充电过程中如果检测电池出现电压异常或者充电电流过大,可以通过控制相应电子开关来进行相应调整,从而保证电动汽车充电安全。

Claims (5)

1.一种智能变频控制的电动汽车充电系统,其特征在于包括:AC-DC 整流滤波模块、功率因数校正模块、DC-AC 逆变模块、隔离变压器、充电模块,所述 AC-DC 整流滤波模块的电压输入端连接外部市电,其电压输出端通过功率因数校正模块连接 DC-AC 逆变模块的电压输入端,DC-AC 逆变模块的电压输出端连接隔离变压器的初级侧,隔离变压器的次级侧连接充电模块的电压输入端,充电模块的电压输出端连接电动汽车电池的正、负电极;还包括用于充电开始时令 DC-AC 逆变模块缓启动的缓启动模块;
所述 AC-DC 整流滤波模块包括第一整流桥、第一电容器,所述第一整流桥的交流输入端连接外部市电,其直流输出端分别连接第一电容器的正、负极;
所述功率因数校正模块包括功率因数控制芯片,所述功率因数控制芯片的电流检测输入端与第一 MOS 管的源极、第一电阻一端相连,其驱动输出端与第一 MOS 管的栅极相连,第一电感一端与第一二极管阳极、第一 MOS 管漏极相连,另一端作为功率因数校正模块第一输入端与第一电容器正极相连,第二电容器正极与第一二极管阴极相连,其连接点作为功率因数校正模块的输出端,第二电容器负极与第一电阻另一端、功率因数控制芯片地端、第一电容器负极相连,其连接点作为公共地端;
所述 DC-AC 逆变模块包括半桥驱动电路、电子控制开关电路、半桥逆变电路,所述缓启动模块的输入端连接 DC-AC 逆变模块的半桥驱动电路的桥臂中点,其电源输出端连接DC-AC 逆变模块的半桥驱动电路的电源输入端,其缓启动输出端连接 DC-AC 逆变模块的缓启动输入端;所述半桥驱动电路的电源输入端连接功率因数校正模块的输出端,其输出端连接半桥逆变电路的输入端,半桥逆变电路的输出端作为 DC-AC 逆变模块的输出端;所述电子控制开关电路的输入端连接 MCU 控制模块的控制信号输出端,其输出端连接半桥驱动电路的控制输入端;
所述半桥驱动电路包括 IR2153 驱动芯片,电子控制开关电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管,半桥逆变电路包括第二 MOS 管、第三 MOS 管,所述 IR2153 驱动芯片的第一管脚通过第二二极管与第二电阻的串联电路连接第一二极管与第二电容器串联电路的中间节点,同时还通过第四电容器接地,所述 IR2153 驱动芯片的第二管脚通过第三电阻与第七电容器的串联电路接地,同时还通过第三电阻连接其自身的第三管脚,所述IR2153 驱动芯片的第四管脚接地,第五管脚通过第五电阻连接第三 MOS 管的栅极,第六管脚连接第三 MOS 管的漏极,同时还通过第九电容器与镇流电感的串联电路作为 DC-AC逆变模块的输出端,所述 IR2153 驱动芯片的第七管脚通过第四电阻连接第二 MOS 管的栅极,第二 MOS 管的源极连接第三 MOS 管的漏极,第二 MOS 管的漏极连接第一二极管与第二电容器串联电路的中间节点,所述 IR2153 驱动芯片的第八管脚通过第三二极管连接自身的第一管脚;
所述第一三极管的集电极连接 IR2153 驱动芯片的第一管脚,发射极接地;第二三极管的集电极通过第五电容器连接 IR2153 驱动芯片的第三管脚,发射极接地;第三三极管的集电极连接 IR2153 驱动芯片的第三管脚,发射极接地。
2.根据权利要求 1 所述的一种智能变频控制的电动汽车充电系统,其特征在于:它还包括对电动汽车电池充电状态进行检测的充电检测模块、以及作为充电检测处理中心和对DC-AC 逆变模块变频与充电状态进行控制的 MCU 控制模块,所述充电检测模块的检测输入端分别连接电动汽车电池的正、负极,其检测信号输出端连接 MCU 控制模块的信号输入端,MCU控制模块的控制信号输出端连接 DC-AC 逆变模块的控制输入端。
3.根据权利要求 2 所述的一种智能变频控制的电动汽车充电系统,其特征在于:所述缓启动模块包括第四三极管,所述第四三极管的基极通过第十一电容器接地,集电极通过第六电容器连接 IR2153 驱动芯片的第三管脚,发射极接地,所述第十一电容器与第四三极管基极连接的中间节点还通过第九电阻与第四二极管的并联电路分别连接 IR2153 驱动芯片的第一管脚,以及第五二极管阴极;第五二极管的阳极通过第十电容器连接 IR2153驱动芯片的第六管脚,且通过第十电容器与第八电容器的串联电路连接 IR2153 驱动芯片的第八管脚;所述第五二极管的阳极还通过稳压管接地。
4.根据权利要求3 所述的一种智能变频控制的电动汽车充电系统,其特征在于:所述充电模块包括第二整流桥,所述第二整流桥的输入端分别连接隔离变压器的次级侧,其输出端通过第十二电容器作为充电模块的输出端,其正极连接电动汽车电池的正极,其负极通过第十电阻连接电动汽车电池的负极;
所述充电检测模块包括充电电压检测电路和充电电流检测电路,所述充电电压检测电路的两个检测输入端分别连接电动汽车电池的正、负极,充电电流检测电路的两个检测输入端分别连接于第十电阻的两端,充电电压检测电路与充电电流检测电路的检测输出端分别连接 MCU 控制模块的信号输入端,MCU 控制模块的第一控制信号输出端通过第六电阻连接第一三极管的基极,第二控制信号输出端通过第七电阻连接第三三极管的基极,第三控制信号输出端通过第八电阻连接第二三极管的基极。
5.根据权利要求 4所述的一种智能变频控制的电动汽车充电系统,其特征在于:所述MCU 控制模块包括 MCU 控制中心、对应于三个控制信号输出端的三个隔离驱动电路,所述三个隔离驱动电路的结构相同,均包括光电耦合器,所述光电耦合器的发光二极管的阳极通过第十一电阻连接 MCU 控制中心的三个信号输出端,其阴极连接电动汽车电池的负极,光电耦合器的三极管的集电极连接功率因数校正模块的正输出端,发射极通过第十二电阻连接 DC-AC 逆变模块的公共地端,所述光电耦合器的三极管的发射极与第十二电阻连接的中间节点作为 MCU 控制模块的控制信号输出端。
CN201510241565.3A 2015-05-13 2015-05-13 一种智能变频控制的电动汽车充电系统 Expired - Fee Related CN104967195B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510241565.3A CN104967195B (zh) 2015-05-13 2015-05-13 一种智能变频控制的电动汽车充电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510241565.3A CN104967195B (zh) 2015-05-13 2015-05-13 一种智能变频控制的电动汽车充电系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104967195A CN104967195A (zh) 2015-10-07
CN104967195B true CN104967195B (zh) 2017-09-22

Family

ID=54221187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510241565.3A Expired - Fee Related CN104967195B (zh) 2015-05-13 2015-05-13 一种智能变频控制的电动汽车充电系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104967195B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106533216B (zh) * 2016-12-26 2023-06-27 中电科航空电子有限公司 基于车载设备电源的机载机场无线通信设备电源
CN106655804A (zh) * 2017-01-16 2017-05-10 广东百事泰电子商务股份有限公司 一种基于维也纳pfc的智能型半桥修正波电压转换电路
CN107196330B (zh) * 2017-05-25 2023-04-07 沈阳清能院清洁能源有限公司 可远程监控太阳能调度优化设备
CN108183535B (zh) * 2018-03-05 2024-05-03 濮阳市立圆汽车电器有限公司 电动车充电装置
CN108494262A (zh) * 2018-04-20 2018-09-04 丰县宏祥电子科技有限公司 新能源电动汽车专用全隔离dc-dc转换器
CN108964452A (zh) * 2018-07-24 2018-12-07 民航成都电子技术有限责任公司 一种电容围界报警控制器的降热方法及信号放大电路
CN110138200B (zh) * 2019-06-24 2021-11-02 深圳前海云充科技有限公司 一种自动感应负载、自动开机的逆变器省电方法
CN110611343A (zh) * 2019-07-30 2019-12-24 江西江铃集团新能源汽车有限公司 一种充电电路及充电装置
CN113364254A (zh) * 2021-06-10 2021-09-07 广东东田实业有限公司 一种嵌入式大功率直流电源的控制电路
CN116760275B (zh) * 2023-08-17 2023-11-03 成都吉瓦特科技有限公司 一种微型光伏并网逆变器的防孤岛电路

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201114925Y (zh) * 2007-05-25 2008-09-10 宏景电子(芜湖)有限公司 外置电极荧光灯用电子镇流器
CN201860155U (zh) * 2010-10-27 2011-06-08 西安建筑科技大学 新型绝缘栅双极晶体管充电装置
US9257864B2 (en) * 2012-03-21 2016-02-09 Cistel Technology Inc. Input power controller for AC/DC battery charging

Also Published As

Publication number Publication date
CN104967195A (zh) 2015-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104967195B (zh) 一种智能变频控制的电动汽车充电系统
CN201752075U (zh) 一种充放电及储能电路
CN107650729A (zh) 新能源汽车的高压电器的预充电装置
CN104753445B (zh) 太阳能供电装置
CN204290416U (zh) 一种多能源应急供电系统
CN103269164B (zh) 原边恒流控制的准单级高功率因数电路及装置
CN202231632U (zh) 单相非隔离型低共模电流光伏并网逆变器
CN106655369A (zh) 一种便携式减压启动交流移动电源
CN103178574A (zh) 一种储能式低压直流电源老化系统
CN206789649U (zh) 一种锂电池化成系统
CN2610549Y (zh) 一种手机充电器
CN110611359A (zh) 一种通过副边补偿网络切换实现单管逆变恒流恒压无线充电的装置及方法
CN202335020U (zh) Led驱动电路及led驱动芯片
CN203827203U (zh) 一种大功率光储一体化变流器
CN206673569U (zh) 开关电源的输出保护电路
CN106141378B (zh) 一种由锂电池供电的电焊机电路
CN102891523A (zh) 一种电能自循环式大功率充电机老化控制方法及其系统
CN207475266U (zh) 一种led应急灯恒功率充电电路
CN208947110U (zh) 一种电动汽车充电系统
CN206302194U (zh) 一种汽车电池充电器
CN206196098U (zh) 恒流led驱动电路
CN107800185A (zh) 在线式不间断电源
CN206200300U (zh) 一种由锂电池供电的电焊机电路
CN206234679U (zh) 一种电池保护智能台灯
CN205883631U (zh) 一种断电后瞬间启动电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170922

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee