CN109217444A - 一种车载充电机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于开关电源式充电器设备领域，具体涉及一种车载充电机。本专利的有益效果是：本发明DSP芯片为DSP56F8346芯片，该芯片是基于56800E系列的16位数字信号处理器，可靠性高，外设丰富，具有DSP的高速性和微控制器灵活的双重优点，芯片的FlexCAN模块、12位ADC、6路可编程PWM输出等片上外设为充电机提供了必备的硬件资源，其中的PWM信号产生单元的对称输出特性，可容易实现移相PWM信号，且对移相角度的控制比较容易，非常适合对移相全桥电路的控制；本发明结构简单、体积小，工作效率高且性能可靠，便于广泛推广使用。
Description
技术领域
本发明属于开关电源式充电器设备领域，具体涉及一种车载充电机。
背景技术
电动汽车作为一种清洁的新型交通工具，越来越受到国家的重视。混合动力电汽车已经进入了人们的生活，纯电池汽车也开始出现。目前，电动汽车充电主要有两种方式：非车载公共充电设施包括大的充电站、充电桩等；另一种是车载充电装置，即车载充电机。车载充电机具有体积小、使用方便灵活、能够实现全天候充电和快速充电等优点，是一种能为电动汽车补充能量的方便装置。
充电机本质上是一种集成于汽车之上的智能开关电源，可理解为挂接到汽车总线上的智能节点，通过汽车的总线与汽车上的电池管理系统进行通信，完成对电池的充电和管理。用户可通过汽车整车控制系统提供的人机接口界面向充电机发送命令或查看充电机的状态。
授权公告号为：CN 206461412 U的专利，电动汽车车载充电机,包括依次连接的功率单元、控制及保护单元、辅助单元，还包括：通信模块，与辅助单元连接，用于通过辅助单元接收车载充电机状态信号，及与电池管理系统连接，用于接收动力电池的电池状态信号；蜂鸣器，与通信模块连接，用于根据电池状态信号及充电机状态信号发出提示音；显示单元，与通信模块连接，用于显示电池状态信号及充电机状态信号。本发明通过电动汽车车载充电机中设置的信号显示及发声装置，通过显示单元、蜂鸣器，来向用户直接、清晰、及时的反馈电池故障异常及充电机的充电状态。然而车载充电机集成于汽车之上，且需要为汽车供给大量能量，应尽量减小其体积并提高效率和工作的可靠性，上述车载充电机无法满足要求，需要对其进行改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种车载充电机，同时满足小体积以及高效率、高可靠性的要求。
本专利解决上述技术问题的技术方案如下：一种车载充电机，包括依次连接的EMI滤波电路、整流滤波电路、ZVS移相全桥电路以及高频整流滤波电路，所述EMI滤波电路的输入端连接AC输入信号，所述EMI滤波电路的输出端还连接有采用电路，所述采样电路的输出端连接DSP芯片，所述DSP芯片的输入端还连接有反馈电路，所述DSP芯片的输出端连接隔离驱动电路，所述隔离驱动电路的输出端连接所述ZVS移相全桥电路的输入端，所述反馈电路的输入端连接所述高频整流滤波电路的输出端，所述高频整流滤波电路的输出端还连接有DC输出信号，所述DSP芯片内部设有顺次连接的A/D转换电路、双闭环PI调节电路以及PWM信号产生单元，所述双闭环PI调节电路以及PWM信号产生单元之间设设置有保护逻辑电路，所述A/D转换电路连接所述反馈电路。
进一步地，所述隔离驱动电路包括光电耦合器U1，所述光电耦合器U1的引脚2连接所述PWM信号产生单元，所述光电耦合器U1的引脚3连接电阻R1后接地，所述光电耦合器U1的引脚5分别接地、连接电容C1后与所述光电耦合器U1的引脚8导电连接，所述光电耦合器U1的引脚6与引脚7导电连接，所述光电耦合器U1的引脚7串联电阻R3后分别连接电阻R4的一端和所述ZVS移相全桥电路，所述电阻R3的两端并联电感C2，所述光电耦合器U1的引脚8分别连接电源VCC和电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端分别连接稳压二极管Z1的负极和所述电阻R4的另一端，所述电阻R4的另一端连接所述ZVS移相全桥电路，所述稳压二极管Z1的正极接地，所述稳压二极管Z1的两端并联电阻C3。
进一步地，所述光电耦合器U1为TLP250光电耦合器。
进一步地，所述采样电路包括电压采样电路和电流采样电路，分别将输出电压和电流信号调整为合适的DSP芯片ADC采样的信号，所述电压采样电路采用光耦HCNR201对信号进行光电隔离，所述电流采样电路采用霍尔传感器CHF-300E。
进一步地，所述DSP芯片的输出端还连接有CAN收发器，所述CAN收发器与所述DSP芯片相互连接。
进一步地，所述DSP芯片为DSP56F8346芯片。
本专利的有益效果是：
1、本发明DSP芯片为DSP56F8346芯片，该芯片是基于56800E系列的16位数字信号处理器，可靠性高，外设丰富，具有DSP的高速性和微控制器灵活的双重优点，芯片的FlexCAN模块、12位ADC、6路可编程PWM输出等片上外设为充电机提供了必备的硬件资源，其中的PWM信号产生单元的对称输出特性，可容易实现移相PWM信号，且对移相角度的控制比较容易，非常适合对移相全桥电路的控制；
2、本发明结构简单、体积小，工作效率高且性能可靠，便于广泛推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例所述的一种车载充电机的结构框图；
图2为图1中DSP芯片的内部示意图；
图3为图1中隔离驱动电路的电路连接图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
如图1-3所示，本发明所提供的一种车载充电机，包括依次连接的EMI滤波电路、整流滤波电路、ZVS移相全桥电路以及高频整流滤波电路，所述EMI滤波电路的输入端连接AC输入信号，所述EMI滤波电路的输出端还连接有采用电路，所述采样电路的输出端连接DSP芯片，所述DSP芯片的输入端还连接有反馈电路，所述DSP芯片的输出端连接隔离驱动电路，所述隔离驱动电路的输出端连接所述ZVS移相全桥电路的输入端，所述反馈电路的输入端连接所述高频整流滤波电路的输出端，所述高频整流滤波电路的输出端还连接有DC输出信号，所述DSP芯片内部设有顺次连接的A/D转换电路、双闭环PI调节电路以及PWM信号产生单元，所述双闭环PI调节电路以及PWM信号产生单元之间设设置有保护逻辑电路，所述A/D转换电路连接所述反馈电路，所述DSP芯片的ADC转换单元连接所述采样电路。
进一步地，所述隔离驱动电路包括光电耦合器U1，所述光电耦合器U1的引脚2连接所述PWM信号产生单元，所述光电耦合器U1的引脚3连接电阻R1后接地，所述光电耦合器U1的引脚5分别接地、连接电容C1后与所述光电耦合器U1的引脚8导电连接，所述光电耦合器U1的引脚6与引脚7导电连接，所述光电耦合器U1的引脚7串联电阻R3后分别连接电阻R4的一端和所述ZVS移相全桥电路，所述电阻R3的两端并联电感C2，所述光电耦合器U1的引脚8分别连接电源VCC和电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端分别连接稳压二极管Z1的负极和所述电阻R4的另一端，所述电阻R4的另一端连接所述ZVS移相全桥电路，所述稳压二极管Z1的正极接地，所述稳压二极管Z1的两端并联电阻C3。
进一步地，所述光电耦合器U1为TLP250光电耦合器，其最大可提供1.5A的驱动电流，不需任何附加放大电路即可直接驱动MOSFET，电路结构简单，同时实现了输入、输出隔离。
进一步地，所述采样电路包括电压采样电路和电流采样电路，分别将输出电压和电流信号调整为合适的DSP芯片ADC采样的信号，所述电压采样电路采用光耦HCNR201对信号进行光电隔离，所述电流采样电路采用霍尔传感器CHF-300E。
进一步地，所述DSP芯片的输出端还连接有CAN收发器，所述CAN收发器与所述DSP芯片相互连接，所述DSP芯片的FlexCAN模块对应连接所述CAN收发器。
进一步地，所述DSP芯片为DSP56F8346芯片，该芯片具有独特的非对称PWM输出功能，使用该功能可实现移相PWM，PWM模块具有以下特点：(1)模块具有6路PWM输出，共用一个PWM计数器，通过修改PWM模值寄存器(PWM counter modulus)改变计数模值；(2)每路PWM输出有一个比较寄存器(PWM V alue R egister)，当计数值与比较寄存器相等时，输出反转。通过设定PWM比较寄存器改变PWM的占空比；(3)输出波形可通过设置PWM控制寄存器配置为中心对齐或边沿对齐。配置输出中心对齐时，计数器进行加/减计数，计数器从0开始加计数，到达计数模值后，自动开始减计数；配置为边沿对齐波形输出时，计数器进行加计数，到计数模值后归零；(4)6路PWM可独立输出，也可设定为3对互补输出，6路PWM分成固定的3组互补对，上下两路反相输出。在互补输出模式下，模块自动为每对上下两路输出加入可编程死区。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种车载充电机，其特征在于：包括依次连接的EMI滤波电路、整流滤波电路、ZVS移相全桥电路以及高频整流滤波电路，所述EMI滤波电路的输入端连接AC输入信号，所述EMI滤波电路的输出端还连接有采用电路，所述采样电路的输出端连接DSP芯片，所述DSP芯片的输入端还连接有反馈电路，所述DSP芯片的输出端连接隔离驱动电路，所述隔离驱动电路的输出端连接所述ZVS移相全桥电路的输入端，所述反馈电路的输入端连接所述高频整流滤波电路的输出端，所述高频整流滤波电路的输出端还连接有DC输出信号，所述DSP芯片内部设有顺次连接的A/D转换电路、双闭环PI调节电路以及PWM信号产生单元，所述双闭环PI调节电路以及PWM信号产生单元之间设设置有保护逻辑电路，所述A/D转换电路连接所述反馈电路。
2.根据权利要求1所述的一种车载充电机，其特征在于：所述隔离驱动电路包括光电耦合器U1，所述光电耦合器U1的引脚2连接所述PWM信号产生单元，所述光电耦合器U1的引脚3连接电阻R1后接地，所述光电耦合器U1的引脚5分别接地、连接电容C1后与所述光电耦合器U1的引脚8导电连接，所述光电耦合器U1的引脚6与引脚7导电连接，所述光电耦合器U1的引脚7串联电阻R3后分别连接电阻R4的一端和所述ZVS移相全桥电路，所述电阻R3的两端并联电感C2，所述光电耦合器U1的引脚8分别连接电源VCC和电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端分别连接稳压二极管Z1的负极和所述电阻R4的另一端，所述电阻R4的另一端连接所述ZVS移相全桥电路，所述稳压二极管Z1的正极接地，所述稳压二极管Z1的两端并联电阻C3。
3.根据权利要求2所述的一种车载充电机，其特征在于：所述光电耦合器U1为TLP250光电耦合器。
4.根据权利要求2或3任一项所述的一种车载充电机，其特征在于：所述采样电路包括电压采样电路和电流采样电路，分别将输出电压和电流信号调整为合适的DSP芯片ADC采样的信号，所述电压采样电路采用光耦HCNR201对信号进行光电隔离，所述电流采样电路采用霍尔传感器CHF-300E。
5.根据权利要求4所述的一种车载充电机，其特征在于：所述DSP芯片的输出端还连接有CAN收发器，所述CAN收发器与所述DSP芯片相互连接。
6.根据权利要求5所述的一种车载充电机，其特征在于：所述DSP芯片为DSP56F8346芯片。
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