CN112271914B - 一种车载充电机的充电纹波抑制电路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载充电机的充电纹波抑制电路及其控制方法,所述抑制电路包括:交流电源用于给充电机主功率电路提供电源;充电机主功率电路用于将交流电源通过整流转化为直流电源,并将转化后的直流电源对动力电池充电;双向变换电路用于实现动力电池和低压电池之间的双向功率变换,以实现充电机主功率电路输出端的纹波补偿;第一控制电路用于控制充电机主功率电路工作,第二控制电路用于控制双向变换电路工作;通讯电路用于实现第一控制电路和第二控制电路之间的通讯,在不增加产品成本的前提下,抑制单相工作时的低频纹波,节省了解决纹波电流问题的成本。
Description
技术领域
本发明涉及充电机技术领域,特别涉及一种车载充电机的充电纹波抑制电路及其控制方法。
背景技术
目前车载充电机大部分为单相充电机,功率等级3.3kW或者6.6kW,拓扑电路通常采用前级PFC(功率因数校正单元)加后级LLC(一种直流变换拓扑)。电网功率因数需要0.99以上,即要求电流与电网电压同相位,受此影响,PFC(功率因数校正单元)输出电路输出的直流母线必然存在2倍于工频的低频纹波,最终将体现在对动力电池的直流输出。三相车载充电机工作于缺相或者单相状态时,同样会出现以上问题。该纹波将对BMS(电池管理系统)的工作产生影响,由于BMS(电池管理系统)采样频率降低,低频纹波的存在可能导致BMS(电池管理系统)计算SOC(剩余电量)不准确,严重时可能造成过充,影响电池寿命与使用安全。
通常,为抑制该低频纹波,可以通过加大输出母线电容,或增加有源滤波装置,以抑制PFC(功率因数校正单元)输出母线的低频,或者在后级DCDC(直流到直流变换模块)模块增加纹波抑制控制环路,来达到抑制低频纹波的效果。针对以上提出的两种解决低频纹波的方法,前者,增加母线的并联电容或增加有源滤波装置,虽然可以有效抑制低频纹波,但该项举措需要增加产品体积,提高了产品成本,电解电容的使用还会降低产品的使用寿命,后一种方案,引入低频纹波控制环路,会降低系统带宽,影响系统的动态响应速度,降低了系统的可靠性。
因此亟需新的技术方案解决现有技术存在问题。
发明内容
针对现有技术的上述问题,本发明的目的在于,提供一种车载充电机的充电纹波抑制电路及其控制方法,通过直流到直流变换功率模块正向变换和反向预充功能,可以实现对低压电池端充放电,以实现对车载充电机充电纹波电流的补偿。
为了解决上述技术问题,本发明的具体技术方案如下:
一方面,本发明提供一种车载充电机的充电纹波抑制电路,包括交流电源、充电机主功率电路、第一控制电路、动力电池、低压电池、双向变换电路、第二控制电路和通讯电路;
所述交流电源用于给所述充电机主功率电路提供电源;
所述充电机主功率电路用于将交流电源通过整流转化为直流电源,并将转化后的直流电源对所述动力电池充电;
所述双向变换电路用于实现所述动力电池和所述低压电池之间的双向功率变换,以实现所述充电机主功率电路输出端的纹波补偿;
所述第一控制电路用于控制所述充电机主功率电路工作,所述第二控制电路用于控制所述双向变换电路工作;
所述通讯电路用于实现所述第一控制电路和所述第二控制电路之间的通讯。
进一步地,所述充电机主功率电路包括ACDC变换模块、滤波模块和DCDC变换模块;
所述ACDC变换模块用于将主功率输入交流电源转换为直流电源;
所述滤波电路用于对转换后的直流电源进行滤波处理;
所述DCDC变换模块用于控制输出电路的电压电流,将经滤波后的直流电源变换至动力电池端,对所述动力电池进行充电。
进一步地,所述第一控制电路包括第一采样电路、第一驱动电路、第一单片机和第一相位电路;
所述第一采样电路用于采集输入交流侧电压和输出直流侧电压电流信号;
所述第一驱动电路用于控制输出直流侧的充电电压电流;
所述第一单片机用于根据预设功率拓扑算法将采样得到的输入交流侧电压信号进行锁相处理、对动力电池端电压电流进行环路控制以及获得所述动力电池的补偿电流值;
所述第一相位电路用于将所述第一单片机锁定的相位发送到所述第二控制电路。
进一步地,所述第一单片机包括交流侧电压获取模块、直流侧电压电流获取模块、电流纹波计算模块、电流补偿计算模块和电压锁相模块;
所述交流侧电压获取模块用于获得所述第一采样电路采集的输入交流侧电压;
所述直流侧电压电流获取模块用于获得所述第一采样电路采集的输出直流侧电压电流信号;
所述电流纹波计算模块用于根据所述输出直流侧电压电流信号计算充电电流纹波值;
所述电流补偿计算模块用于根据所述输入交流侧电压和所述充电电流纹波值获得补偿电流值,并将所述补偿电流值发送到所述第二控制电路;
所述电压锁相模块用于根据预设功率拓扑算法将采样得到的输入交流侧电压信号进行锁相处理。
进一步地,所述双向变换电路包括串联的低压侧变换电路、高压侧变换电路和变压器;
所述低压侧变换电路用于实现低压电池端的功率双向变换;
所述高压侧变换电路用于实现动力电池端的功率双向变换;
所述变压器用于过渡所述低压侧变换电路和所述高压侧变换电路。
进一步地,所述第二控制电路包括第二采样电路、第二驱动电路、第二相位电路和第二单片机;
所述第二采样电路用于采集所述低压侧变换电路和所述高压侧变换电路的电压电流信号;
所述第二驱动电路用于控制所述双向变换电路的工作;
所述第二相位电路用于接收所述第一相位电路发送的锁定的相位,并发送给所述第二单片机;
所述第二单片机用于获得所述锁定的相位和所述补偿电流值,控制所述双向变换电路工作,以实现所述动力电池一侧电流纹波的削峰填谷。
进一步地,所述第二单片机包括补偿相位获取模块、补偿电流值获取模块、电压电流信号获取模块和补偿控制模块;
所述补偿相位获取模块用于获得所述第二相位电路获得的输入交流侧电压的锁定相位;
所述补偿电流值获取模块用于获得所述第一单片机计算得到的补偿电流值;
所述电压电流信号获取模块用于获得所述低压侧变换电路和所述高压侧变换电路的电压电流信号;
所述补偿控制模块用于根据输入交流侧电压电流的相位信号、补偿电流值、所述低压侧变换电路和所述高压侧变换电路的电压电流信号,对所述第二驱动电路发送控制指令,实现对所述双向变换电路的控制。
作为可选地,所述滤波电路为直流母线电容,所述直流母线电容用于电路能量的存储和电压信号的滤波。
作为可选地,所述低压侧变换电路为低压侧BUCK-BOOST电路,所述高压侧变换电路为高压侧BUCK-BOOST电路。
另一上面,在上述提供电路的基础上,本发明还提供一种车载充电机的充电纹波抑制电路的控制方法,所述方法包括以下步骤:
第一采样电路31采集输入交流侧电压信号和输出直流侧电压电流信号;
第一单片机33将输入交流侧电压信号进行锁相处理,以及根据输出直流侧电压电流信号计算得到充电电流纹波值,并确定补偿电流值,将锁定的相位和补偿电流值发送给第二单片机74;
第二单片机74接收锁定的相位和补偿电流值,并在接收到电流补偿请求和相位捕捉正常时,获取采集低压侧变换电路61和高压侧变换电路62的电压电流信号;
所述第二单片机74根据电流补偿请求指令进行补偿电流环路控制,通过输出PWM驱动信号将补偿电流值发送到双向变换电路6上。
采用上述技术方案,本发明所述的一种车载充电机的充电纹波抑制电路及其控制方法具有如下有益效果:
1.本发明所述的一种车载充电机的充电纹波抑制电路及其控制方法,在不增加产品成本的前提下,抑制单相工作时的低频纹波,节省了解决纹波电流问题的成本。
2.本发明所述的一种车载充电机的充电纹波抑制电路及其控制方法,没有增加额外的电路设计,可以减少产品的体积。
3.本发明所述的一种车载充电机的充电纹波抑制电路及其控制方法,与传统方法相比,无需增加电解电容,可以改善产品性能,延长产品使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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它附图。
图1本发明所述的一种车载充电机的充电纹波抑制电路的电路连接示意图;
图2是图1中第一单片机结构示意图;
图3是图1中第二单片机结构示意图;
图4本说明书实施例中电流补偿数据传输路径示意图;
图5本说明书实施例中电流补偿控制示意图;
图6本发明所述的一种车载充电机的充电纹波抑制电路的控制方式步骤图。
图中:1-交流电源,2-充电机主功率电路,3-第一控制电路,4-动力电池,5-低压电池,6-双向变换电路,7-第二控制电路,8-通讯电路,21-ACDC变换模块,22-滤波模块,23-DCDC变换模块,31-第一采样电路,32-第一驱动电路,33-第一单片机,34-第一相位电路,61-低压侧变换电路,62-高压侧变换电路,63-变压器,71-第二采样电路,72-第二驱动电路,73-第二相位电路,74-第二单片机,331-交流侧电压获取模块,332-直流侧电压电流获取模块,333-电流纹波计算模块,334-电流补偿计算模块,335-电压锁相模块,741-补偿相位获取模块,742-补偿电流值获取模块,743-电压电流信号获取模块,744-补偿控制模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
在电动汽车领域,车载充电机的稳定一直是电动汽车高效输出的重要条件,但在充电机工作时,输出电路输出的直流母线会存在2倍于工频的低频纹路,低频纹波的存在可能导致电池管理系统(BMS)计算剩余电量(SOC)不准确,严重时可能造成过充,影响电池寿命与使用安全。因此为了提高充电机工作的稳定性和高性能,本说明书实施例提供一种车载充电机的充电纹波抑制电路,能够抑制上述低频纹路。
具体地,如图1所示,为本说明书实施例提供的一种车载充电机(OBC)的充电纹波抑制电路连接示意图,所述抑制电路包括交流电源1、充电机主功率电路2、第一控制电路3、动力电池4、低压电池5、双向变换电路6、第二控制电路7和通讯电路8;
所述交流电源1用于给所述充电机主功率电路2提供电源;
所述充电机主功率电路2用于将交流电源通过整流转化为直流电源,并将转化后的直流电源对所述动力电池4充电;
所述双向变换电路6用于实现所述动力电池4和所述低压电池5之间的双向功率变换,以实现所述充电机主功率电路2输出端的纹波补偿;
所述第一控制电路3用于控制所述充电机主功率电路2工作,所述第二控制电路7用于控制所述双向变换电路6工作;
所述通讯电路8用于实现所述第一控制电路3和所述第二控制电路7之间的通讯。
可以理解为,在所述充电机主功率电路2上的直流输出端会形成低频纹波,通过设置双向变换电路6,正常工作状态,所述低压电池5向低压系统供电,包括向第一控制电路3提供电源,而且处于高压侧的所述动力电池4用于给处于低压侧的所述低压电池5充电,当在反向预充工作状态时,是将低压侧的低压电池5的能量变换到高压侧的动力电池4,从而实现对动力电池4的充电,补偿所述动力电池4侧的电流值,实现对高压电池端低频纹波的抑制,作为优选地,可以通过。
在本说明书实施例中,所述充电机主功率电路2包括ACDC变换模块21、滤波模块22和DCDC变换模块23;所述ACDC变换模块21用于将主功率输入交流电源转换为直流电源;所述滤波电路22用于对转换后的直流电源进行滤波处理,作为优选地,所述的滤波电路22可以是直流母线电容,所述直流母线电容用于电路能量的存储和电压信号的滤波,具体地,所述直流母线电容用于储存能量和滤波,相同条件下,电容越大,母线电压上的纹波幅值就越小。所述DCDC变换模块23用于控制输出电路的电压电流,将经滤波后的直流电源变换至动力电池端,对所述动力电池4进行充电。
在一些其他实施例中,所述充电机主功率电路2还可以包括输入继电器电路,所述输入继电器电路能够通过对所述充电机主功率电路2输入的交流电源1的通断来保护所述充电机主功率电路2;如果发生输入电压异常的情况,则可通过断开所述输入继电器对充电机进行自我保护;相应地,还可以设置输出继电器,所述输出继电器能将充电机与动力电池4断开或接通,当不需要充电或者充电机检测到输出异常时断开输出继电器,如果充电条件满足,则闭合所述输出继电器。
在本说明书实施例中,所述第一控制电路3包括第一采样电路31、第一驱动电路32、第一单片机33和第一相位电路34;所述第一采样电路31用于采集输入交流侧电压和输出直流侧电压电流信号;所述第一驱动电路32用于控制输出直流侧的充电电压电流;所述第一单片机33用于根据预设功率拓扑算法将采样得到的输入交流侧电压信号进行锁相处理、对动力电池端电压电流进行环路控制以及获得所述动力电池4的补偿电流值;所述第一相位电路34用于将所述第一单片机33锁定的相位发送到所述第二控制电路7。
可以理解为,在实际工作过程中,所述第一采样电路31是将交流电源侧电压转变成可采样电压,以及将直流动力电池侧电压电流转变成可采样电平,以便于所述第一单片机33进行信号采集,所述第一单片机33通过预设功率拓扑算法将输入交流侧电压信号进行锁相处理,即通过采样得到的AC侧电压信号进行预设软件锁相,以便于后续纹波的补偿。所述第一驱动电路32可以实现所述充电机主功率电路21的输出规格,通过将所述第一单片机33发出的功率控制信号转化成电压电路适合功率信号连接或断开的电平信号,从而实现所述充电机主功率电路2的工作。
为了具体描述所述第一单片机33的功能,如图2所示,为所述第一单片机33的功能模块示意图,具体地,
所述第一单片机33包括交流侧电压获取模块331、直流侧电压电流获取模块332、电流纹波计算模块333、电流补偿计算模块334和电压锁相模块335;
所述交流侧电压获取模块331用于获得所述第一采样电路31采集的输入交流侧电压;所述直流侧电压电流获取模块332用于获得所述第一采样电路31采集的输出直流侧电压电流信号;所述电流纹波计算模块333用于计算充电电流纹波值,具体地,所述充电电流纹波值是根据获得的输出直流侧电压电流信号得到的,根据预设的电流纹波值算法实现得到,这是本领域比较常见的计算功能,这里就不详细赘述了;
所述电流补偿计算模块334用于根据所述输入交流侧电压和所述充电电流纹波值获得补偿电流值,并将所述补偿电流值发送到所述第二控制电路7,其中,所述补偿电流值的得到主要依靠充电电流纹波值,这样得到的电流值就是需要补偿的电流值,所述补偿电流值的计算方法也是可以通过现有技术得到。
所述电压锁相模块335用于根据预设功率拓扑算法将采样得到的输入交流侧电压信号进行锁相处理,其中所述预设功率拓扑算法可以所述第一单片机33内部的储存器中,当采集到的交流侧电压信号时,就会运行储存器中的预设功率拓扑算法对电压信号进行锁相处理,在一些其他实施例中,所述电压锁相模块335包括过零比较电路和脉宽调制信号捕获电路;所述过零比较电路用于将模拟信号转化为数字信号;所述的脉宽调制信号捕获电路用于脉宽调制信号的周期及占空比做计时计算,得到数字信号。
在本说明书实施例中,所述双向变换电路6包括串联的低压侧变换电路61、高压侧变换电路62和变压器63;所述低压侧变换电路61用于实现低压电池端的功率双向变换;所述高压侧变换电路62用于实现动力电池端的功率双向变换;所述变压器63用于过渡所述低压侧变换电路61和所述高压侧变换电路62。
在实际工作中,所述低压侧变换电路61为低压侧BUCK-BOOST电路,当工作于正常直流到直流(DCDC)变换时,将高压侧的能量变换到低压电池侧用于低压电池充电,当工作于反向预充功能时,将低压电池侧的能量变换到高压电池侧,用于动力电池充电;所述高压侧变换电路62为高压侧BUCK-BOOST电路,当工作于正常直流到直流(DCDC)变换时,将高压侧的能量变换到低压电池侧用于低压电池充电,当工作于反向预充功能时,将低压电池侧的能量变换到高压电池侧,用于动力电池充电;所述变压器63作为高压电池侧变换电路与低压电池侧变换电路的中间环境,其一用于高低压端的电气隔离,其二用于高低压侧的电压变比变换。
为了实现对低频纹波的抑制,即补偿动力电池侧电流,在本说明书实施例中,所述第二控制电路7包括第二采样电路71、第二驱动电路72、第二相位电路73和第二单片机74;所述第二采样电路71用于采集所述低压侧变换电路61和所述高压侧变换电路62的电压电流信号;所述第二驱动电路72用于控制所述双向变换电路6的工作;所述第二相位电路73用于接收所述第一相位电路33发送的锁定的相位,并发送给所述第二单片机74;所述第二单片机74用于获得所述锁定的相位和所述补偿电流值,控制所述双向变换电路6工作,以实现所述动力电池4一侧电流纹波的削峰填谷。
可以理解为,所述第二采样电路71是将所述双向变换电路6的电压电流转换为所述第二单片机74可采样电平,这样就能保证所述第二单片机74顺利采样,在一些其他实施例中,所述第二控制电路7还可以设置第二滤波电路,能够对所述第二单片机74采样电平进行滤波处理。
为了更好的体现所述第二单片机74的功能模块,本说明书实施例中,如图3所示,所述第二单片机74包括补偿相位获取模块741、补偿电流值获取模块742、电压电流信号获取模块743和补偿控制模块744;
所述补偿相位获取模块741用于获得所述第二相位电路73获得的输入交流侧电压的锁定相位;所述补偿电流值获取模块742用于获得所述第一单片机34计算得到的补偿电流值;所述电压电流信号获取模块743用于获得所述低压侧变换电路61和所述高压侧变换电路62的电压电流信号;所述补偿控制模块744用于根据输入交流侧电压电流的相位信号、补偿电流值、所述低压侧变换电路61和所述高压侧变换电路62的电压电流信号,对所述第二驱动电路72发送控制指令,实现对所述双向变换电路6的控制。
可以理解为,如图4和图5所示,所述第二单片机74通过接收所述第一单片机33发送的锁定相位和补偿电流值,并且根据补偿电流的指令进行相位的捕捉和补偿电流的反向预充,从而实现低频纹波的抑制,其中可以通过所述第二驱动电路72输出PWM驱动信号控制所述双向变换电路6的工作。
本说明书实施例,通过(车载充电机)采样交流侧电压,输出锁相相位至第二控制电路,以进行电流纹波锁相,然后OBC(车载充电机)采样电池侧电流信号,计算出直流侧纹波电流,并发送纹波补偿指令到第二控制电路,所述第二控制电路接收到OBC(车载充电机)发来的相位信息与纹波补偿指令,利用自身的双向功率变换功能,周期性地对低压电池端充放电,以实现对OBC(车载充电机)充电纹波电流的补偿。
在上述提供的车载充电机的充电纹波抑制电路的基础上,为了更好的实现充电纹波抑制的过程,以下介绍本发明一种车载充电机的充电纹波抑制电路的控制方法的具体实施例,图6是本发明实施例提供的控制方法的流程示意图,本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤,但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式,不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或服务器产品执行时,可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图6所示,所述方法可以包括:
S101:第一采样电路31采集输入交流侧电压信号和输出直流侧电压电流信号;
S102:第一单片机33将输入交流侧电压信号进行锁相处理,以及根据输出直流侧电压电流信号计算得到充电电流纹波值,并确定补偿电流值,将锁定的相位和补偿电流值发送给第二单片机74;
S103:第二单片机74接收锁定的相位和补偿电流值,并在接收到电流补偿请求和相位捕捉正常时,获取采集低压侧变换电路61和高压侧变换电路62的电压电流信号;
S104:所述第二单片机74根据电流补偿请求指令进行补偿电流环路控制,通过输出PWM驱动信号将补偿电流值发送到双向变换电路6上。
在实际工作中,需要先进行上电单元自检以及电路初始化,所述第一控制电路3和所述第二控制电路7还可以去外部控制单元通讯,比如可以与车载控制单元ECU的通讯连接,通过车载控制单元的控制实现补偿电流值的计算以及交流侧电压信号相位的锁定,并且控制着第二控制电路7的补偿控制,需要说明的是,所述补偿电流指令可以是第一控制电路3发送,这样信息传递迅速,减少延迟,提高了电流补偿的效率,也可以是车载控制单元控制,这样能整体控制,保证了充电机高效的输出性能和稳定性。
上述提供的一种车载充电机的充电纹波抑制电路及其控制方法可以取得如下有益效果:
1)本发明所述的一种车载充电机的充电纹波抑制电路及其控制方法,在不增加产品成本的前提下,抑制单相工作时的低频纹波,节省了解决纹波电流问题的成本。
2)本发明所述的一种车载充电机的充电纹波抑制电路及其控制方法,没有增加额外的电路设计,可以减少产品的体积。
3)本发明所述的一种车载充电机的充电纹波抑制电路及其控制方法,与传统方法相比,无需增加电解电容,可以改善产品性能,延长产品使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种车载充电机的充电纹波抑制电路,其特征在于,包括交流电源(1)、充电机主功率电路(2)、第一控制电路(3)、动力电池(4)、低压电池(5)、双向变换电路(6)、第二控制电路(7)和通讯电路(8);
所述交流电源(1)用于给所述充电机主功率电路(2)提供电源;
所述充电机主功率电路(2)用于将交流电源通过整流转化为直流电源,并将转化后的直流电源对所述动力电池(4)充电;
所述双向变换电路(6)用于实现所述动力电池(4)和所述低压电池(5)之间的双向功率变换,以实现所述充电机主功率电路(2)输出端的纹波补偿;
所述第一控制电路(3)用于控制所述充电机主功率电路(2)工作,所述第二控制电路(7)用于控制所述双向变换电路(6)工作;
所述通讯电路(8)用于实现所述第一控制电路(3)和所述第二控制电路(7)之间的通讯;
所述第一控制电路(3)包括第一单片机(33),所述第二控制电路(7)包括第二单片机(74);
所述第一单片机(33)用于将采样得到的输入交流侧电压信号进行锁相处理,以及根据采样得到的输出直流侧电压电流信号计算得到充电电流纹波值,并确定补偿电流值,将锁定的相位和补偿电流值发送给所述第二单片机(74);
所述第二单片机(74)用于根据电流补偿请求指令进行补偿电流环路控制,通过输出PWM驱动信号将补偿电流值发送到双向变换电路(6)上,驱动所述双向变换电路(6)工作,以实现所述动力电池(4)一侧电流纹波的削峰填谷。
2.根据权利要求1所述的车载充电机的充电纹波抑制电路,其特征在于,所述充电机主功率电路(2)包括ACDC变换模块(21)、滤波模块(22)和DCDC变换模块(23);
所述ACDC变换模块(21)用于将主功率输入交流电源转换为直流电源;
所述滤波 模块 (22)用于对转换后的直流电源进行滤波处理;
所述DCDC变换模块(23)用于控制输出电路的电压电流,将经滤波后的直流电源变换至动力电池端,对所述动力电池(4)进行充电。
3.根据权利要求2所述的车载充电机的充电纹波抑制电路,其特征在于,所述第一控制电路(3)还包括第一采样电路(31)、第一驱动电路(32)和第一相位电路(34);
所述第一采样电路(31)用于采集输入交流侧电压和输出直流侧电压电流信号;
所述第一驱动电路(32)用于所述充电机主功率电路(2)的工作;
所述第一单片机(33)用于根据预设功率拓扑算法将采样得到的输入交流侧电压信号进行锁相处理;
所述第一相位电路(34)用于将所述第一单片机(33)锁定的相位发送到所述第二控制电路(7)。
4.根据权利要求3所述的车载充电机的充电纹波抑制电路,其特征在于,所述第一单片机(33)包括交流侧电压获取模块(331)、直流侧电压电流获取模块(332)、电流纹波计算模块(333)、电流补偿计算模块(334)和电压锁相模块(335);
所述交流侧电压获取模块(331)用于获得所述第一采样电路(31)采集的输入交流侧电压;
所述直流侧电压电流获取模块(332)用于获得所述第一采样电路(31)采集的输出直流侧电压电流信号;
所述电流纹波计算模块(333)用于根据输出直流侧电压电流信号计算充电电流纹波值;
所述电流补偿计算模块(334)用于根据所述输入交流侧电压和所述充电电流纹波值获得补偿电流值,并将所述补偿电流值发送到所述第二控制电路(7);
所述电压锁相模块(335)用于根据预设功率拓扑算法将采样得到的输入交流侧电压信号进行锁相处理。
5.根据权利要求3所述的车载充电机的充电纹波抑制电路,其特征在于,所述双向变换电路(6)包括串联的低压侧变换电路(61)、高压侧变换电路(62)和变压器(63);
所述低压侧变换电路(61)用于实现低压电池端的功率双向变换;
所述高压侧变换电路(62)用于实现动力电池端的功率双向变换;
所述变压器(63)用于过渡所述低压侧变换电路(61)和所述高压侧变换电路(62)。
6.根据权利要求5所述的车载充电机的充电纹波抑制电路,其特征在于,所述第二控制电路(7)还包括第二采样电路(71)、第二驱动电路(72)和第二相位电路(73);
所述第二采样电路(71)用于采集所述低压侧变换电路(61)和所述高压侧变换电路(62)的电压电流信号;
所述第二驱动电路(72)用于控制所述双向变换电路(6)的工作;
所述第二相位电路(73)用于接收所述第一相位电路(34 )发送的锁定的相位,并发送给所述第二单片机(74)。
7.根据权利要求6所述的车载充电机的充电纹波抑制电路,其特征在于,所述第二单片机(74)包括补偿相位获取模块(741)、补偿电流值获取模块(742)、电压电流信号获取模块(743)和补偿控制模块(744);
所述补偿相位获取模块(741)用于获得所述第二相位电路(73)获得的输入交流侧电压的锁定相位;
所述补偿电流值获取模块(742)用于获得所述第一单片机(33 )计算得到的补偿电流值;
所述电压电流信号获取模块(743)用于获得所述低压侧变换电路(61)和所述高压侧变换电路(62)的电压电流信号;
所述补偿控制模块(744)用于根据输入交流侧电压电流的相位信号、补偿电流值、所述低压侧变换电路(61)和所述高压侧变换电路(62)的电压电流信号,对所述第二驱动电路(72)发送控制指令,实现对所述双向变换电路(6)的控制。
8.根据权利要求2所述的车载充电机的充电纹波抑制电路,其特征在于,所述滤波 模块 (22)为直流母线电容,所述直流母线电容用于电路能量的存储和电压信号的滤波。
9.根据权利要求5所述的车载充电机的充电纹波抑制电路,其特征在于,所述低压侧变换电路(61)为低压侧BUCK-BOOST电路,所述高压侧变换电路(62)为高压侧BUCK-BOOST电路。
10.一种车载充电机的充电纹波抑制电路的控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
第一采样电路(31)采集输入交流侧电压信号和输出直流侧电压电流信号;
第一单片机(33)将输入交流侧电压信号进行锁相处理,以及根据输出直流侧电压电流信号计算得到充电电流纹波值,并确定补偿电流值,将锁定的相位和补偿电流值发送给第二单片机(74);
第二单片机(74)接收锁定的相位和补偿电流值,并在接收到电流补偿请求和相位捕捉正常时,获取采集低压侧变换电路(61)和高压侧变换电路(62)的电压电流信号;
所述第二单片机(74)根据电流补偿请求指令进行补偿电流环路控制,通过输出PWM驱动信号将补偿电流值发送到双向变换电路(6)上。
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