CN108736554A - 一种电动汽车快速充电器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车快速充电器系统，主要解决了现有技术中蓄电池在充电时容易损坏。该装置包括与市电相连的功率因素APFC电路，连接在功率因素APFC电路上的DC/DC变换电路，用于连接功率因素APFC电路与DC/DC变换电路的控制电路；其中功率因素APFC电路由MOSFET管、BOOST升压电感、滤波电容和芯片ICE2PCS01组成；DC/DC变换电路由高频变压器、LC滤波电路和MOSFET管组成；控制电路由SG3525双路PWM波、FAN7390驱动波及MOSFET管组成。通过上述方案，本发明具有能够精准调节输入电流与输出电压，保证充电安全的优点，具有很高的实用价值和推广价值。
Description
技术领域
本发明属于交通能源设备技术领域，具体地讲，是涉及一种电动汽车快速 充电器系统。
背景技术
进入21世纪后，环境问题和能源问题的形势越来越严峻，已成为世界的焦 点，开发新的绿色能源和节能成为了各国的目标。作为人们出行的理想交通工 具，汽车在给人们带来了便捷和快速的同时，同样也对环境和能源带来了不小 的影响。
面对传统汽车对于石油资源的开采消耗过度以及尾气排放对于环境的恶劣 影响，新能源汽车凭借其环保和节能的特性成为了当今汽车行业发展的热点。 就目前而言，许多国家已经开始了对于新能源汽车的开发和研究。
新能源汽车，特别是电动汽车，无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生 排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，几乎是“零污染”，是未来汽 车的发展方向。作为电动汽车的动力源，动力电池是影响电动车性能的关键部 件。根据电学原理，把多个电池串联起来可以得到更高的工作电压，而将多个 电池并联起来可以得到更大的容量和电流。动力电池具有多个电池单体，所以 通常将电池单体分组串联后再并联以使动力电池提供的能量可以满足电动车的 需求。
但是随着温度的升高，蓄电池的安全性会降低。多个蓄电池组并联充电时， 蓄电池内阻变小，且当蓄电池组间存在较大压差时，会在蓄电池组间及外围线 路产生较大的环路电流，蓄电池及线路的温度也会迅速升高，可能导致蓄电池 及其控制电路接点熔化、导线及电子元器件的损坏，对系统的性能、耐久性、 安全性都会产生很大的影响。
蓄电池能够将化学能变为电能从而作为电动汽车的动力，也是电动汽车行 业发展的关键因素之一。为了可以使得蓄电池发挥其所有的效能，充电部分的 相关技术是多个因素中的一个重要的部分。据有关统计，蓄电池的寿命受到许 多的因素影响，但其中影响最大的却是在充电过程中对蓄电池寿命的损害，大 多数的蓄电池其实都是被充坏的。
所以，如果能够设计出一款安全而且高效的充电技术，对于电动汽车的发 展是十分必要的。
发明内容
为了克服现有技术中的上述不足，本发明提供一种电动汽车快速充电器系 统，能够精准快速调节输入电流与输出电压，从而避免了充电时对蓄电池的损 坏，对蓄电池起到了保护作用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电动汽车快速充电器系统，包括与市电相连的功率因素APFC电路， 连接在功率因素APFC电路上的DC/DC变换电路，用于连接功率因素APFC电 路与DC/DC变换电路的控制电路。
进一步地，所述功率因素APFC电路由MOSFET管、BOOST升压电感、 滤波电容和芯片ICE2PCS01组成；其中MOSFET管与芯片ICE2PCS01相连， BOOST升压电感一端连接市电一端与MOSFET管、滤波电容相连，滤波电容 另一端接地。
进一步地，所DC/DC变换电路由高频变压器、LC滤波电路及MOSFET管 组成；其中MOSFET管、LC滤波电路与高频变压器连接。
具体地，所述控制电路由信号采集模块、SG3525、FAN7390驱动模块及 MOSFET管组成；其中信号采集模块通过传输信号与SG3525相连，SG3525输 出两路信号至FAN7390驱动模块，并且MOSFET管与FAN7390驱动模块连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用的有源因数校正电路中采取两级PFC电路结构，依次实现 了对输入电流和输出电压的精准快速调节，选用ICE2PCS01芯片，可对电流内 环、电压外环的精密掌控，从而实现功率因素校正的目标，并且还具备开环保 护、输出过压保护、交流电源欠压保护、电源欠压保护、峰值电流限幅及软过 流限幅等保护功能。
(2)本发明的开关管选用FCA47N60型的MOSFET管，具备了导通电阻 低、负载电流大的能力，且能承受过压。
(3)本发明的开关电源采用半桥变换拓补，具有输出功率大、元器件较少、 且能够实现同等功率变换，价格较低，并具有抗磁通不平衡能力等优势。
(4)本发明通过交流转直流，直流转直流得到满足蓄电池的直流电，通过 直流电进行充电可达到快速充电的效果。
附图说明
图1为本发明的系统总体结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但 不限于下列实施例。
实施例
如图1所示，一种电动汽车快速充电器系统，包括与市电相连的功率因素 APFC电路，连接在功率因素APFC电路上的DC/DC变换电路，用于连接功率 因素APFC电路与DC/DC变换电路的控制电路。
其中功率因素APFC电路由具备导通电阻低、负载电流大的MOSFET管、 能实现存储和传送能量及滤波等功能的BOOST升压电感、为过滤开关管工作造 成的纹波和平滑输出直流电压、过滤其中脉冲成分的滤波电容，以及具备开环 保护、输出过压保护、交流电源欠压保护、电源欠压保护、峰值电流限幅及软 过流限幅等保护功能芯片ICE2PCS01组成；
DC/DC变换电路由高频变压器、LC滤波电路和MOSFET管组成；
控制电路由信号采集模块、SG3525、FAN7390驱动模块及MOSFET管组 成，主要控制整个充电系统按照指定的设置对开关管进行驱动，实现功率的变 换；在出现过压、过流和过热的时候控制充电电路的主回路停止工作；检测充 放电过程中，电压、电流和温度等参数。
使用时，220V的交流市电通过功率因素APFC电路，经由BOOST升压电 感、滤波电容转换成380V的直流，从而实现了交直流的转换，380V的直流流 经DC/DC变换电路中的半桥高频逆变电路，两只数值相同且容量较大的电容器 组成的分压电路，通过制约一个桥臂上的两个MOSFET管导通与截止，在半桥 电路中，RCD电路可以有效的滤除开关管在关闭的刹那间产生的尖峰电压，电 路中设置的阻断电容能够抗磁通不平衡，避免磁漏发生，经过分压后的电压为 190V，然后通过高频变压器的输入端，输出电压转换为110V，实现了DC/DC的转换，控制电路通过整流滤波后，信号采集模块将蓄电池组的电流和电压信 息输送至SG3525中的误差放大器的反相输入端，从而输出双路PWM波，再分 别经6N137对两路方波信号进行光耦隔开，然后经FAN7390实现波形的转换和 功率放大，从而实现驱动半桥变换器中的MOSFET管，并通过MOSFET管的导 通和关断来控制充电电压与电流，从而得到满足蓄电池的直流电，蓄电池进行 直流电充电时可以实现快速充电。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但 凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化， 均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种电动汽车快速充电器系统，其特征在于，包括与市电相连的功率因素APFC电路，连接在功率因素APFC电路上的DC/DC变换电路，用于连接功率因素APFC电路与DC/DC变换电路的控制电路。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车快速充电器系统，其特征在于，所述功率因素APFC电路由MOSFET管、BOOST升压电感、滤波电容和芯片ICE2PCS01组成；其中MOSFET管与芯片ICE2PCS01相连，BOOST升压电感一端连接市电一端与MOSFET管、滤波电容相连，滤波电容另一端接地。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车快速充电器系统，其特征在于，所DC/DC变换电路由高频变压器、LC滤波电路及MOSFET管组成；其中MOSFET管、LC滤波电路与高频变压器连接。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车快速充电器系统，其特征在于，所述控制电路由信号采集模块、SG3525、FAN7390驱动模块及MOSFET管组成；其中信号采集模块通过传输信号与SG3525相连，SG3525输出两路信号至FAN7390驱动模块，并且MOSFET管与FAN7390驱动模块连接。
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