CN108923514B - 充电机控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种充电机控制方法，本发明所述的充电机控制方法，通过对输出电压、输出电流、充电电流、中间电压四个参数与限定值做比较，对最大的比值进行处理并以此控制三相桥式可控整流电路，有利于减少运算时间，较少CPU开支；最大的比值做PI调节后输出指令电流，以此调节Id，并设置Iq为0，有效提升系统功率因数。
Description
技术领域
本发明属于充电机领域领域，尤其涉及一种充电机控制方法。
背景技术
目前，高频化是目前电力电子技术的发展趋势，提高开关频率、减小功率损耗提高工作效率可以进一步提高系统的功率密度、可靠性，具备更低噪声和更快的响应能力。同时，有助于去掉不必要的吸收电路、冗余的散热器件从而进一步减少成本。但现有的控制方法，为了实现对于功率因数的提升，往往需要较大的计算速度，因此会占用较大的CPU开支，从而降低了其他方面的控制，或者需要配备较高计算速度的CPU，但这会造成较大的成本提升。
发明内容
本发明针对现有充电机充电时CPU开支大的技术问题，提出一种可以减小CPU开支的充电机控制方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种充电机控制方法，充电机包括三相桥式可控整流电路，其特征在于，包括如下步骤：
S1、设定充电机输出端的电压为输出电压，且输出电压限定值为Vout_R，
设定充电机输出端的电流为输出电流，且输出电流限定值为Iout_R，
设定充电时流过电池的电流为充电电流，且充电电流限定值为Ibat_R，
设定三相桥式可控整流电路的输出端的电压为中间电压，且中间电压限定值为Vdc_R；
S2、检测输出电压Vout、输出电流Iout、充电电流Ibat以及中间电压Vdc，将输出电压Vout与输出电压限定值Vout_R作比值，将输出电流Iout与输出电流限定值Iout_R作比值，将充电电流Ibat与充电电流限定值Ibat_R作比值，将中间电压Vdc与中间电压限定值Vdc_R作比值，并选出其中最大的比值；
S3、将最大的比值进行处理并得到相应指令，并根据得到的指令对三相桥式可控整流电路进行控制以调节三相桥式可控整流电路的输出值。
作为优选，步骤S3包括：
S31、对充电机的输入电流进行Clarke变换和Park变换，得出d轴的变量值Id，以及q轴的变量值Iq；
S32、将最大的比值进行PI调节并得到指令电流IdR，根据指令电流IdR对d轴的变量值Id进行调节；
S33、对调节后的d轴的变量值Id和q轴的变量值Iq进行SVPWM变换，得出相应的PWM波，根据得到的PWM波对三相桥式可控整流电路进行控制。
作为优选，步骤S32中将q轴的变量值Iq设置为0。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
本发明所述的充电机控制方法，通过对输出电压、输出电流、充电电流、中间电压四个参数与限定值做比较，对最大的比值进行处理并以此控制三相桥式可控整流电路，有利于减少运算时间，较少CPU开支；最大的比值做PI调节后输出指令电流，以此调节Id，并设置Iq为0，有效提升系统功率因数。
附图说明
图1为本发明充电机控制方法的流程图；
图2为本发明充电机控制方法所用的充电机的部分电路图；
图3为本发明充电机控制方法所用的充电机的部分电路图；
其中：1、三相桥式可控整流电路；2、LLC谐振电路；3、电池；
具体实施方式
以下，结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的描述。
图1和图2所示，一种充电机控制方法，充电机包括三相桥式可控整流电路，其特征在于，包括如下步骤：
S1、设定充电机输出端的电压为输出电压，且输出电压限定值为Vout_R，
设定充电机输出端的电流为输出电流，且输出电流限定值为Iout_R，
设定充电时流过电池的电流为充电电流，且充电电流限定值为Ibat_R，
设定三相桥式可控整流电路的输出端的电压为中间电压，且中间电压限定值为Vdc_R；
S2、检测输出电压Vout、输出电流Iout、充电电流Ibat以及中间电压Vdc，将输出电压Vout与输出电压限定值Vout_R作比值，将输出电流Iout与输出电流限定值Iout_R作比值，将充电电流Ibat与充电电流限定值Ibat_R作比值，将中间电压Vdc与中间电压限定值Vdc_R作比值，并选出其中最大的比值；
S3、将最大的比值进行处理并得到相应指令，并根据得到的指令对三相桥式可控整流电路进行控制以调节三相桥式可控整流电路的输出值。
其中，步骤S3进一步包括：
S31、对充电机的输入电流进行Clarke变换和Park变换，得出d轴的变量值Id，以及q轴的变量值Iq；
S32、将最大的比值进行PI调节并得到指令电流IdR，根据指令电流IdR对d轴的变量值Id进行调节，为保证功率因数，可通过锁相控制使Iq为0；
S33、对调节后的d轴的变量值Id和q轴的变量值Iq进行SVPWM变换，得出相应的PWM波，根据得到的PWM波对三相桥式可控整流电路进行控制。
参考图3，本发明所述的充电机控制方法优选为基于依次连接的三相桥式可控整流电路和LLC谐振电路，通过LLC谐振电路将稳定的直流中间电压变换为额定的输出电压为后级负载供电及为电池充电；LLC电路巧妙的利用寄生参数实现谐振变换从而实现开关管ZVS及后级二极管的ZCS控制；谐振槽路电流能随负载的变化而变化实现全负载的软开关控制，效率较高。电路中的中高频隔离部分：通过中高频变压器(工作频率45-50kHz)实现输入与输出的电气隔离，利用变压器励磁电感及漏感等参数，参与到LLC电路中，实现软开关控制。
为实现软开关控制，LLC谐振电路的工作频率一般限定在两个谐振频率之间(f1<f<f2)，但在重载或输入电压变化较大时，LLC谐振电路有掉入容性区间或增益无法满足要求的风险；为了充分利用LLC谐振电路的特性，同时可以满足充电机输入电压变化大、负载变化大的特点，本发明LLC谐振电路采用定频开环控制策略，使LLC谐振电路开关频率始终保持在f2附近。具体控制策略如下：
1)在45-50kHz(具体固定值需首版样机设计后进行整定)之间取一固定频率值设定为LLC谐振电路开关频率，使LLC谐振电路始终工作在谐振点f2附近且略小于f2以满足软开关条件。
2)LLC谐振电路两桥臂开关管互补导通，PWM波占空比根据实际工况选取相应固定值。
本发明所述的充电机控制方法，通过对输出电压、输出电流、充电电流、中间电压四个参数与限定值做比较，对最大的比值进行处理并以此控制三相桥式可控整流电路，有利于减少运算时间，较少CPU开支；最大的比值做PI调节后输出的指令电流，以此调节Id，并设置Iq为0，有效提升系统功率因数。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (3)
1.一种充电机控制方法，充电机包括三相桥式可控整流电路和LLC谐振电路，其特征在于，包括如下步骤：
S1、设定充电机输出端的电压为输出电压，且输出电压限定值为Vout_R，
设定充电机输出端的电流为输出电流，且输出电流限定值为Iout_R，
设定充电时流过电池的电流为充电电流，且充电电流限定值为Ibat_R，
设定三相桥式可控整流电路的输出端的电压为中间电压，且中间电压限定值为Vdc_R；
设定LLC谐振电路的开关频率，使LLC谐振电路工作满足软开关条件；
S2、检测输出电压Vout、输出电流Iout、充电电流Ibat以及中间电压Vdc，将输出电压Vout与输出电压限定值Vout_R作比值，将输出电流Iout与输出电流限定值Iout_R作比值，将充电电流Ibat与充电电流限定值Ibat_R作比值，将中间电压Vdc与中间电压限定值Vdc_R作比值，并选出其中最大的比值；
S3、将最大的比值进行处理并得到相应指令，并根据得到的指令对三相桥式可控整流电路进行控制以调节三相桥式可控整流电路的输出值。
2.根据权利要求1所述的充电机控制方法，其特征在于，步骤S3包括：
S31、对充电机的输入电流进行Clarke变换和Park变换，得出d轴的变量值Id，以及q轴的变量值Iq；
S32、将最大的比值进行PI调节并得到指令电流IdR，根据指令电流IdR对d轴的变量值Id进行调节；
S33、对调节后的d轴的变量值Id和q轴的变量值Iq进行SVPWM变换，得出相应的PWM波，根据得到的PWM波对三相桥式可控整流电路进行控制。
3.根据权利要求2所述的充电机控制方法，其特征在于，步骤S32中将q轴的变量值Iq设置为0。
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