CN116094126B - 一种充电模块输出控制方法及系统 - Google Patents

一种充电模块输出控制方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116094126B
CN116094126B CN202310172714.XA CN202310172714A CN116094126B CN 116094126 B CN116094126 B CN 116094126B CN 202310172714 A CN202310172714 A CN 202310172714A CN 116094126 B CN116094126 B CN 116094126B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
input
current
switch
sampling
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.)
Active
Application number
CN202310172714.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN116094126A (zh
Inventor
张宇星
张海东
陈小平
张凯旋
谢谦
陈生富
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.)
Shenzhen Winline Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Winline Technology Co Ltd
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 Shenzhen Winline Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen Winline Technology Co Ltd
Priority to CN202310172714.XA priority Critical patent/CN116094126B/zh
Publication of CN116094126A publication Critical patent/CN116094126A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116094126B publication Critical patent/CN116094126B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04Regulation of charging current or voltage
    • H02J7/06Regulation of charging current or voltage using discharge tubes or semiconductor devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0038Circuits or arrangements for suppressing, e.g. by masking incorrect turn-on or turn-off signals, e.g. due to current spikes in current mode control
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048Circuits or arrangements for reducing losses
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本申请实施例公开了一种充电模块输出控制方法及系统,充电模块包括电源模块、环路控制模块、功率校正模块和隔离变压模块,该方法包括:环路控制模块根据第一输入电压、第二输入电压和第三输入电压,得到第一PWM波形、第二PWM波形和第三PWM波形;功率校正模块根据第一PWM波形和第一输入电流,得到第一输入功率,根据第二PWM波形和第二输入电流,得到第二输入功率,根据第三PWM波形和第三输入电流,得到第三输入功率,根据第一输入功率、第二输入功率和第三输入功率,得到母线电压;隔离变压模块根据母线电压,确定实际输出电压。采用本申请实施例,能够在充电模块空载低压输出时,消除功率校正时产生的高频干扰,降低损耗。

Description

一种充电模块输出控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电子电力技术领域,尤其涉及一种充电模块输出控制方法及系统。
背景技术
随着电子电力技术的不断提升和能源行业的持续发展,充电电源行业所面对的充电车辆也变得种类繁多,市场需求的充电电压范围由原来的300~750V慢慢扩展至20~1000V。对于低压段充电需求,一种方式是通过在输出端加“假负载”,使得充电模块空载低压输出时,其输出电压能够受控,然而这种方法提高了充电模块的损耗;另一种方式是通过三相Vienna电路进行功率校正,再经过隔离变压处理,从而实现充电模块的空载低压输出需求,但是功率校正时存在的高频干扰,会通过匝间电容对输出电容进行耦合传能,进而导致充电模块的空载低压输出不可控。
发明内容
本申请实施例所要解决的技术问题在于,提供一种充电模块输出控制方法及系统,能够在充电模块空载低压输出时,通过三相Vienna电路的环路控制实现环路封波,使三相Vienna电路迅速切换到不控整流状态,从而消除三相Vienna电路产生的高频干扰,降低充电模块的开关损耗。
第一方面,本申请实施例提供了一种充电模块输出控制方法,充电模块包括电源模块、环路控制模块、功率校正模块和隔离变压模块,环路控制模块包括第一环路单元、第二环路单元和第三环路单元,功率校正模块包括第一转换电路、第二转换电路和第三转换电路,第一转换电路包括第一开关,第二转换电路包括第二开关,第三转换电路包括第三开关;电源模块的第一输出端分别与第一转换电路的输入端和第一环路单元的输入端连接,电源模块的第二输出端分别与第二转换电路的输入端和第二环路单元的输入端连接,电源模块的第三输出端分别与第三转换电路的输入端和第三环路单元的输入端连接,第一转换电路的输出端、第二转换电路的输出端和第三转换电路的输出端与隔离变压模块连接,第一环路单元的输出端与第一开关连接,第二环路单元的输出端与第二开关连接,第三环路单元的输出端与第三开关连接;方法包括:
电源模块,分别输出第一输入电压、第二输入电压、第三输入电压、第一输入电流、第二输入电流和第三输入电流;
环路控制模块,对第一输入电压进行采样,得到第一环路单元的第一采样电压,对第二输入电压进行采样,得到第二环路单元的第二采样电压,对第三输入电压进行采样,得到第三环路单元的第三采样电压,根据第一采样电压、第二采样电压和第三采样电压,得到限幅电压;
环路控制模块,根据限幅电压和第一采样电压,得到第一环路单元的第一脉冲宽度调制(pulse-width modulation,PWM)波形,根据限幅电压和第二采样电压,得到第二环路单元的第二PWM波形,根据限幅电压和第三采样电压,得到第三环路单元的第三PWM波形;
功率校正模块,根据第一PWM波形,控制第一转换电路中第一开关的导通状态,根据第一开关的导通状态,对第一输入电流进行处理得到第一输入功率,根据第二PWM波形,控制第二转换电路中第二开关的导通状态,根据第二开关的导通状态,对第二输入电流进行处理得到第二输入功率,根据第三PWM波形,控制第三转换电路中第三开关的导通状态,根据第三开关的导通状态,对第三输入电流进行处理得到第三输入功率,根据第一输入功率、第二输入功率和第三输入功率,得到母线电压;
隔离变压模块,根据母线电压,确定实际输出电压。
通过检测需求电压和实际输出电流,判断充电模块是否存在空载低压输出需求,若存在空载低压输出需求,则通过环路控制模块,使功率校正模块中的三相Vienna电路迅速切换到不控整流状态,从而消除三相Vienna电路产生的高频干扰,然后通过隔离变压模块中的移相全桥电路的传能控制,实现空载低压时输出电压可控,降低充电模块的损耗。
在一种可能的设计中,获取充电模块的需求电压和实际输出电流;根据第一采样电压、第二采样电压和第三采样电压,确定峰值输入电压,根据峰值输入电压,确定第一预设电压和第二预设电压,根据需求电压,确定第三预设电压;当需求电压小于等于第一预设阈值、且实际输出电流小于等于第二预设阈值时,确定充电模块存在空载低压输出需求,将第一预设电压作为第一电压分量,将峰值输入电压作为第二电压分量;将第一电压分量减去第二电压分量,得到剩余电压,将剩余电压输入环路控制模块中的电压环,计算得到第三电压分量;对第三电压分量进行限幅处理,得到限幅电压。根据需求电压和实际输出电流,能够判断充电模块是否存在空载低压输出需求,根据充电模块的输出需求,通过改变第一电压分量的大小,以便调整环路控制模块的输出。
在另一种可能的设计中,当需求电压大于第一预设阈值或实际输出电流大于第二预设阈值时,确定充电模块不存在空载低压输出需求;当第二预设电压大于第三预设电压时,将第二预设电压作为第一电压分量;当第二预设电压小于第三预设电压时,将第三预设电压作为第一电压分量。通过调整第一电压分量,来实现环路封波,有利于开关管在封波与发波状态快速切换。
在另一种可能的设计中,环路控制模块,对第一输入电流进行采样,得到第一环路单元的第一采样电流,对第二输入电流进行采样,得到第二环路单元的第二采样电流,对第三输入电流进行采样,得到第三环路单元的第三采样电流;根据限幅电压和第一采样电压,确定第一电流分量,根据第一电流分量和第一采样电流,得到第一PWM波形;根据限幅电压和第二采样电压,确定第二电流分量,根据第二电流分量和第二采样电流,得到第二PWM波形;根据限幅电压和第三采样电压,确定第三电流分量,根据第三电流分量和第三采样电流,得到第三PWM波形。通过环路控制模块,输出第一PWM波形、第二PWM波形和第三PWM波形,用于控制功率校正模块中第一开关、第二开关和第三开关的导通状态,进而控制功率校正模块中的三相Vienna电路处于环路封波状态或环路发波状态。
在另一种可能的设计中,当充电模块存在空载低压输出需求时,将第一PWM波形输入第一开关,控制第一开关关断,对第一输入电流进行功率校正得到第一输入功率,将第二PWM波形输入第二开关,控制第二开关关断,对第二输入电流进行功率校正得到第二输入功率,将第三PWM波形输入第三开关,控制第三开关关断,对第三输入电流进行功率校正得到第三输入功率;根据第一输入功率、第二输入功率和第三输入功率,得到母线电压。当充电模块存在空载低压输出需求时,根据第一PWM波形控制第一开关关断、根据第二PWM波形控制第二开关关断以及根据第三PWM波形控制第三开关关断,用于控制三相Vienna电路迅速切换到不控整流状态,从而消除三相Vienna电路产生的高频干扰,实现空载低压时输出电压可控。
在另一种可能的设计中,当充电模块不存在空载低压输出需求时,将第一PWM波形输入第一开关,控制第一开关导通,对第一输入电流进行功率校正得到第一输入功率,将第二PWM波形输入第二开关,控制第二开关导通,对第二输入电流进行功率校正得到第二输入功率,将第三PWM波形输入第三开关,控制第三开关导通,对第三输入电流进行功率校正得到第三输入功率;根据第一输入功率、第二输入功率和第三输入功率,得到母线电压。当充电模块不存在空载低压输出需求时,根据第一PWM波形控制第一开关导通、根据第二PWM波形控制第二开关导通以及根据第三PWM波形控制第三开关导通,使三相Vienna电路工作在可控发波状态,从而避免母线电压在突加载时刻失控。
第二方面,本申请实施例提供了一种充电模块输出控制系统,充电模块包括电源模块、环路控制模块、功率校正模块和隔离变压模块,环路控制模块包括第一环路单元、第二环路单元和第三环路单元,功率校正模块包括第一转换电路、第二转换电路和第三转换电路,第一转换电路包括第一开关,第二转换电路包括第二开关,第三转换电路包括第三开关;电源模块的第一输出端分别与第一转换电路的输入端和第一环路单元的输入端连接,电源模块的第二输出端分别与第二转换电路的输入端和第二环路单元的输入端连接,电源模块的第三输出端分别与第三转换电路的输入端和第三环路单元的输入端连接,第一转换电路的输出端、第二转换电路的输出端和第三转换电路的输出端与隔离变压模块连接,第一环路单元的输出端与第一开关连接,第二环路单元的输出端与第二开关连接,第三环路单元的输出端与第三开关连接;
电源模块,用于分别输出第一输入电压、第二输入电压、第三输入电压、第一输入电流、第二输入电流和第三输入电流;
环路控制模块,用于对第一输入电压进行采样,得到第一环路单元的第一采样电压,对第二输入电压进行采样,得到第二环路单元的第二采样电压,对第三输入电压进行采样,得到第三环路单元的第三采样电压,根据第一采样电压、第二采样电压和第三采样电压,得到限幅电压;
环路控制模块,还用于根据限幅电压和第一采样电压,得到第一环路单元的第一PWM波形,根据限幅电压和第二采样电压,得到第二环路单元的第二PWM波形,根据限幅电压和第三采样电压,得到第三环路单元的第三PWM波形;
功率校正模块,还用于根据第一PWM波形,控制第一转换电路中第一开关的导通状态,根据第一开关的导通状态,对第一输入电流进行处理得到第一输入功率,根据第二PWM波形,控制第二转换电路中第二开关的导通状态,根据第二开关的导通状态,对第二输入电流进行处理得到第二输入功率,根据第三PWM波形,控制第三转换电路中第三开关的导通状态,根据第三开关的导通状态,对第三输入电流进行处理得到第三输入功率,根据第一输入功率、第二输入功率和第三输入功率,得到母线电压;
隔离变压模块,用于根据母线电压,确定实际输出电压。
在一种可能的设计中,环路控制模块,还用于获取充电模块的需求电压和实际输出电流;根据第一采样电压、第二采样电压和第三采样电压,确定峰值输入电压,根据峰值输入电压,确定第一预设电压和第二预设电压,根据需求电压,确定第三预设电压;当需求电压小于等于第一预设阈值、且实际输出电流小于等于第二预设阈值时,确定充电模块存在空载低压输出需求,将第一预设电压作为第一电压分量,将峰值输入电压作为第二电压分量;将第一电压分量减去第二电压分量,得到剩余电压,将剩余电压输入环路控制模块中的电压环,计算得到第三电压分量;对第三电压分量进行限幅处理,得到限幅电压。
在另一种可能的设计中,环路控制模块,还用于当需求电压大于第一预设阈值或实际输出电流大于第二预设阈值时,确定充电模块不存在空载低压输出需求;当第二预设电压大于第三预设电压时,将第二预设电压作为第一电压分量;当第二预设电压小于第三预设电压时,将第三预设电压作为第一电压分量。
在另一种可能的设计中,环路控制模块,还用于对第一输入电流进行采样,得到第一环路单元的第一采样电流,对第二输入电流进行采样,得到第二环路单元的第二采样电流,对第三输入电流进行采样,得到第三环路单元的第三采样电流;根据限幅电压和第一采样电压,确定第一电流分量,根据第一电流分量和第一采样电流,得到第一PWM波形;根据限幅电压和第二采样电压,确定第二电流分量,根据第二电流分量和第二采样电流,得到第二PWM波形;根据限幅电压和第三采样电压,确定第三电流分量,根据第三电流分量和第三采样电流,得到第三PWM波形。
在另一种可能的设计中,环路控制模块,还用于当充电模块存在空载低压输出需求时,将第一PWM波形输入第一开关,控制第一开关关断,对第一输入电流进行功率校正得到第一输入功率,将第二PWM波形输入第二开关,控制第二开关关断,对第二输入电流进行功率校正得到第二输入功率,将第三PWM波形输入第三开关,控制第三开关关断,对第三输入电流进行功率校正得到第三输入功率;根据第一输入功率、第二输入功率和第三输入功率,得到母线电压。
在另一种可能的设计中,环路控制模块,还用于当充电模块不存在空载低压输出需求时,将第一PWM波形输入第一开关,控制第一开关导通,对第一输入电流进行功率校正得到第一输入功率,将第二PWM波形输入第二开关,控制第二开关导通,对第二输入电流进行功率校正得到第二输入功率,将第三PWM波形输入第三开关,控制第三开关导通,对第三输入电流进行功率校正得到第三输入功率;根据第一输入功率、第二输入功率和第三输入功率,得到母线电压。
该充电模块输出控制系统执行的操作及有益效果可以参见上述第一方面所述的方法以及有益效果,重复之处不再赘述。
第三方面,本申请实施例提供了一种充电模块输出控制系统,该充电模块输出控制系统包括电源模块、环路控制模块、功率校正模块和隔离变压模块。其中,电源模块用于输出第一输入电压、第二输入电压和第三输入电压;环路控制模块用于根据第一输入电压、第二输入电压和第三输入电压,得到第一PWM波形、第二PWM波形和第三PWM波形;功率校正模块用于根据第一PWM波形,控制第一转换电路中第一开关的导通状态,根据第一开关的导通状态,对第一输入电流进行处理得到第一输入功率,根据第二PWM波形,控制第二转换电路中第二开关的导通状态,根据第二开关的导通状态,对第二输入电流进行处理得到第二输入功率,根据第三PWM波形,控制第三转换电路中第三开关的导通状态,根据第三开关的导通状态,对第三输入电流进行处理得到第三输入功率,根据第一输入功率、第二输入功率和第三输入功率,得到母线电压;隔离变压模块用于根据母线电压,确定实际输出电压。
通过检测需求电压和实际输出电流,确定充电模块是否存在空载低压输出需求,根据充电模块的输出需求,根据环路控制模块输出的第一PWM波形、第二PWM波形和第三PWM波形,控制功率校正模块的工作状态,从而消除三相Vienna电路产生的高频干扰,然后通过隔离变压模块的传能控制,实现空载低压时输出电压可控,降低充电模块的损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请实施例提供的一种充电模块输出控制系统的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种充电模块输出控制方法的流程示意图;
图3是本申请实施例提供的一种使用充电模块输出控制系统的流程示意图;
图4是本申请实施例提供的一种环路控制模块的结构示意图;
图5是本申请实施例提供的一种充电模块的主功率电路的接线方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图对本发明实施例进行描述。
如图1所示,图1是本申请实施例提供的一种充电模块输出控制系统的结构示意图,该充电模块输出控制系统包括电源模块101、环路控制模块102、功率校正模块103和隔离变压模块104。其中,各个模块的详细描述如下。
电源模块101,用于输出第一输入电压、第二输入电压、第三输入电压、第一输入电流、第二输入电流和第三输入电流。
环路控制模块102,用于根据第一输入电压、第二输入电压和第三输入电压,得到限幅电压,根据限幅电压和第一采样电压,得到第一环路单元的第一PWM波形,根据限幅电压和第二采样电压,得到第二环路单元的第二PWM波形,根据限幅电压和第三采样电压,得到第三环路单元的第三PWM波形。
功率校正模块103,用于根据第一PWM波形,控制第一转换电路中第一开关的导通状态,根据第一开关的导通状态,对第一输入电流进行处理得到第一输入功率,根据第二PWM波形,控制第二转换电路中第二开关的导通状态,根据第二开关的导通状态,对第二输入电流进行处理得到第二输入功率,根据第三PWM波形,控制第三转换电路中第三开关的导通状态,根据第三开关的导通状态,对第三输入电流进行处理得到第三输入功率,根据第一输入功率、第二输入功率和第三输入功率,得到母线电压。
隔离变压模块104,用于根据母线电压,确定实际输出电压。
具体的,环路控制模块102包括第一环路单元、第二环路单元和第三环路单元,功率校正模块103包括第一转换电路、第二转换电路和第三转换电路,第一转换电路包括第一开关,第二转换电路包括第二开关,第三转换电路包括第三开关;电源模块101的第一输出端分别与第一转换电路的输入端和第一环路单元的输入端连接,电源模块101的第二输出端分别与第二转换电路的输入端和第二环路单元的输入端连接,电源模块101的第三输出端分别与第三转换电路的输入端和第三环路单元的输入端连接,第一转换电路的输出端、第二转换电路的输出端和第三转换电路的输出端与隔离变压模块连接,第一环路单元的输出端与第一开关连接,第二环路单元的输出端与第二开关连接,第三环路单元的输出端与第三开关连接,其中,功率校正模块103为三相Vienna电路,隔离变压模块104为移相全桥电路。
需要说明的是,上述充电模块输出控制系统可以是一个与用户交互的系统,这个系统可以是硬件系统也可以是软硬件结合的系统,本申请对此不作具体限定。还需说明的是,图1仅是示例性地展示了充电模块输出控制系统的一种结构化示意图,在实际应用中可以根据具体情况对图1的充电模块输出控制系统进行相应的变换。
如图2所示,图2是本申请实施例提供的一种充电模块输出控制方法的流程示意图,该方法包括但不限于如下步骤:
步骤S201:获取第一输入电压、第二输入电压、第三输入电压、第一输入电流、第二输入电流、第三输入电流和需求电压。
具体的,电源模块为三相交流电源,电源模块的第一输出端输出第一输入电压和第一输入电流、第二输出端输出第二输入电压和第二输入电流以及第三输出端输出第三输入电压和第三输入电流;电动汽车的电池管理系统(battery management system,BMS)通过控制器局域网络(controller area network,CAN)总线,给充电桩的监控系统发送充电的需求电压和需求电流,然后监控系统再通过CAN总线设置充电模块的需求电压和需求电流。
步骤S202:对第一输入电压进行采样,得到第一采样电压,对第二输入电压进行采样,得到第二采样电压,对第三输入电压进行采样,得到第三采样电压,根据第一采样电压、第二采样电压、第三采样电压和需求电压,得到限幅电压。
具体的,环路控制模块对第一输入电压进行采样,得到第一环路单元的第一采样电压,对第二输入电压进行采样,得到第二环路单元的第二采样电压,对第三输入电压进行采样,得到第三环路单元的第三采样电压;根据第一采样电压、第二采样电压和第三采样电压,确定峰值输入电压;根据峰值输入电压,确定第一预设电压和第二预设电压,根据需求电压,确定第三预设电压;获取电压模块的实际输出电流,当需求电压小于等于第一预设阈值、且实际输出电流小于等于第二预设阈值时,确定充电模块存在空载低压输出需求,将第一预设电压作为第一电压分量;当需求电压大于第一预设阈值或实际输出电流大于第二预设阈值时,确定充电模块不存在空载低压输出需求,将第二预设电压与第三预设电压中的较大值作为第一电压分量;将峰值输入电压作为第二电压分量,根据第一电压分量和第二电压分量,得到第三电压分量,对第三电压分量进行限幅处理,得到限幅电压。
其中,第一预设阈值为低压输出状态的判定值,第二预设阈值为空载状态的电流判定值。其中,第一预设阈值的设计原理如下:当充电模块进行空载低压输出时,即使需求电压很小,但输出电压仍会飘高,根据输出电压实际飘高值,再加上一定余量,即可设计合适的第一预设阈值。第二预设阈值的设计原理如下:当充电模块进行空载输出时,虽然输出电流接近0A,但考虑到采样信号的波动,需要加上一定余量,防止误判断为带载状态。
在本申请实施例中,当需求电压小于等于第一预设阈值、且总输出电流小于等于第二预设阈值时,确定充电模块存在空载低压输出需求,将第一预设电压作为第一电压分量,母线电压在理想状态下等于峰值输入电压的电压值,第一预设电压必须小于母线电压,然后通过环路控制模块使功率校正模块中的三相Vienna电路封波,考虑到母线电压的纹波值和突加载时母线电压的下跌值,第一预设电压满足:
Vset1=VLpk-V1
其中,Vset1表示第一预设电压,VLpk表示峰值输入电压,V1为工程经验参数,在本申请实施例中V1等于40V。
当需求电压大于第一预设阈值或总输出电流大于第二预设阈值时,确定充电模块不存在空载低压输出需求,若第二预设电压大于第三预设电压,则将第二预设电压作为第一电压分量,第二预设电压需要大于母线电压,考虑到母线电压的纹波值,第二预设电压满足:
Vset2=VLpk+V1
其中,Vset2表示第二预设电压,VLpk表示峰值输入电压,V1为工程经验参数。
若第三预设电压大于第二预设电压,则将第三预设电压作为第一电压分量,充电模块不存在空载低压输出需求时,三相Vienna电路工作在可控发波状态,第三预设电压需要满足输出传能的需求,考虑到传能损耗和移相全桥输出占空比最优为80%~90%,第三预设电压满足:
Vset3=Vset0×100%+V2
其中,Vset3表示第三预设电压,Vset0表示需求电压,V2为工程经验参数,在本申请实施例中V2等于200V。
步骤S203:根据限幅电压和第一采样电压,得到第一PWM波形,根据限幅电压和第二采样电压,得到第二PWM波形,根据限幅电压和第三采样电压,得到第三PWM波形。
具体的,环路控制模块对第一输入电流进行采样,得到第一环路单元的第一采样电流,对第二输入电流进行采样,得到第二环路单元的第二采样电流,对第三输入电流进行采样,得到第三环路单元的第三采样电流;根据限幅电压和第一采样电压,确定第一环路单元的第一电流分量,根据第一电流分量和第一采样电流,得到第一环路单元的第一输出电流,对第一输出电流进行限幅处理,得到第一PWM波形;根据限幅电压和第二采样电压,确定第二环路单元的第二电流分量,根据第二电流分量和第二采样电流,得到第二环路单元的第二输出电流,对第二输出电流进行限幅处理,得到第二PWM波形;根据限幅电压和第三采样电压,确定第三环路单元的第三电流分量,根据第三电流分量和第三采样电流,得到第三环路单元的第三输出电流,对第三输出电流进行限幅处理,得到第三PWM波形。
需要说明的是,虽然PWM还可以通过直接配置寄存器(register)进行强制封波,但是,环路封波更加便于开关管在封波与发波状态快速切换。使用强制封波让模块工作在空载低压状态时,一旦对充电模块进行突加载,母线电压则会被迅速拉低的,这时通过检测输出工况后,再进行配置寄存器实现开发波,那整个突加载的过程中,母线电压会存在比较大的跌坑;但是通过降低第一电压分量,来实现环路封波,这样环路计算的输出结果就一直在作用,当模块进行突加载时,一旦母线电压被拉低到第一电压分量,环路则会迅速响应,并且自动开发波,从而避免母线电压在突加载时刻失控。
步骤S204:基于第一PWM波形,对第一输入电流进行处理得到第一输入功率,基于第二PWM波形,对第二输入电流进行处理得到第二输入功率,基于第三PWM波形,对第三输入电流进行处理得到第三输入功率。
具体的,根据第一PWM波形,控制第一转换电路中第一开关的导通状态,根据第一开关的导通状态,对第一输入电流进行处理得到第一输入功率,根据第二PWM波形,控制第二转换电路中第二开关的导通状态,根据第二开关的导通状态,对第二输入电流进行处理得到第二输入功率,根据第三PWM波形,控制第三转换电路中第三开关的导通状态,根据第三开关的导通状态,对第三输入电流进行处理得到第三输入功率,根据第一输入功率、第二输入功率和第三输入功率,得到母线电压。
其中,第一开关、第二开关和第三开关通常选择金属-氧化物-半导体(metal-oxide-semiconductor,MOS)场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管(insulated gatebipolar transistor,IGBT)。例如,在MOS管驱动中,当数字信号处理(digital signalprocess,DSP)芯片的PWM引脚输出高电平时,驱动电路将给MOS管的栅极一个高电平,MOS管导通;当DSP芯片的PWM引脚输出低电平时,驱动电路将给MOS管的栅极一个低电平,MOS管关断。
在本申请实施例中,当充电模块存在空载低压输出需求时,第一PWM波形、第二PWM波形和第三PWM波形均为低电平,将第一PWM波形输入第一转换电路中的第一开关,控制第一开关关断,将第二PWM波形输入第二转换电路中的第二开关,控制第二开关关断,将第三PWM波形输入第三转换电路中的第三开关,控制第三开关关断;当充电模块不存在空载低压输出需求时,第一PWM波形、第二PWM波形和第三PWM波形均为高电平,将第一PWM波形输入第一转换电路中的第一开关,控制第一开关导通,将第二PWM波形输入第二转换电路中的第二开关,控制第二开关导通,将第三PWM波形输入第三转换电路中的第三开关,控制第三开关导通。
步骤S205:根据第一输入功率、第二输入功率和第三输入功率,得到母线电压,根据母线电压,确定实际输出电压。
具体的,将第一PWM波形输入第一转换电路中的第一开关,控制第一开关的导通状态,通过第一转换电路对第一输入电流进行功率校正得到第一输入功率,将第二PWM波形输入第二转换电路中的第二开关,控制第二开关的导通状态,通过第二转换电路对第二输入电流进行功率校正得到第二输入功率,将第三PWM波形输入第三转换电路中的第三开关,控制第三开关的导通状态,通过第三转换电路对第三输入电流进行功率校正得到第三输入功率;根据第一输入功率、第二输入功率、第三输入功率、第一母线电容C_(bus_1)和第二母线电容C_(bus_2),得到母线电压,将母线电压输入隔离变压模块,得到实际输出电压。
在本申请实施例中,功率校正模块包括三相Vienna电路,隔离变压模块包括移相全桥电路。当充电模块存在空载低压输出需求时,通过环路控制模块,使三相Vienna电路迅速切换到不控整流状态,通过三相Vienna电路对三相交流电进行交流/直流(alternatingcurrent/direct current,AC/DC)转换,得到直流的母线电压,通过移相全桥的传能控制,对母线电压进行直流/直流(direct current/direct current,DC/DC)转换,得到实际输出电压,最终实现空载低压时实际输出电压可控。
如图3所示,图3是本申请实施例提供的一种使用充电模块输出控制系统的流程示意图。具体过程包括:当充电模块开机运行时,时基计时器开始累加步进,获取电源模块的第一输入电压、第二输入电压和第三输入电压、时基计时器的累加步进值以及空载低压控制函数执行周期的可设值;判断累加步进值是否整除空载低压控制函数执行周期的可设值,当累加步进值整除空载低压控制函数执行周期的可设值时,确定充电模块可以工作在空载低压输出状态;获取充电模块的需求电压和实际输出电流,根据第一输入电压、第二输入电压和第三输入电压,计算得到峰值输入电压、第一预设电压和第二预设电压,根据需求电压,计算得到第三预设电压,判断需求电压是否小于等于第一预设阈值、且实际输出电流是否小于等于第二预设阈值,若需求电压小于等于第一预设阈值、且实际输出电流小于等于第二预设阈值,则确定充电模块存在空载低压输出需求,将第一预设电压作为第一电压分量,将峰值输入电压作为第二电压分量,根据第一电压分量和第二电压分量,通过环路控制模块使三相Vienna电路工作在环路封波状态,进而实现充电模块的空载低压输出需求;若需求电压大于第一预设阈值或实际输出电流大于第二预设阈值,则确定充电模块不存在空载低压输出需求,当第二预设电压大于第三预设电压时,将第二预设电压作为第一电压分量,当第二预设电压小于第三预设电压时,将第三预设电压作为第一电压分量;将峰值输入电压作为第二电压分量,根据第一电压分量和第二电压分量,通过环路控制模块使三相Vienna电路工作在可控发波状态,对第一输入电流、第二输入电流和第三输入电流进行功率校正处理,得到母线电压,对母线电压进行隔离变压处理,得到总输出电压。
其中,时基计时器中累加的步进跟所用芯片的主频相关,例如主频为60MHz时,则每次累加的步进为16.67ns。空载低压控制函数的允许运行速度可以根据实际应用调整,例如1ms。
通过本申请实施例,根据需求电压和实际输出电流,确定充电模块是否存在空载低压输出需求,若存在空载低压输出需求,则通过环路控制模块,使功率校正模块中的三相Vienna电路迅速切换到不控整流状态,从而消除三相Vienna电路产生的高频干扰,然后通过隔离变压模块中的移相全桥电路的传能控制,实现空载低压时输出电压可控,降低充电模块的损耗。
如图4所示,图4是本申请实施例提供的一种环路控制模块的结构示意图,该环路控制模块包括第一环路单元、第二环路单元和第三环路单元。当需求电压小于等于第一预设阈值、且实际输出电流小于等于第二预设阈值时,确定充电模块存在空载低压输出需求,将第一预设电压作为第一电压分量Vbus_ref;当需求电压大于第一预设阈值或实际输出电流大于第二预设阈值时,确定充电模块不存在空载低压输出需求,将第二预设电压与第三预设电压中的较大值作为第一电压分量Vbus_ref;将峰值输入电压作为第二电压分量Vbus_samp,根据第一电压分量和第二电压分量,得到第三电压分量Vbus_out,对第三电压分量Vbus_out进行限幅处理,得到限幅电压。将限幅电压输入第一环路单元,根据限幅电压和第一采样电压V_samp1,得到第一电流分量I_ref1,根据第一电流分量I_ref1和第一采样电流I_samp1,得到第一输出电流I_out1,对第一输出电流I_out1进行限幅处理,得到第一PWM波形;将限幅电压输入第二环路单元,根据限幅电压和第二采样电压V_samp2,得到第二电流分量I_ref2,根据第二电流分量I_ref2和第二采样电流I_samp2,得到第二输出电流I_out2,对第二输出电流I_out2进行限幅处理,得到第二PWM波形;将限幅电压输入第三环路单元,根据限幅电压和第三采样电压V_samp3,得到第三电流分量I_ref3,根据第三电流分量I_ref3和第三采样电流I_samp3,得到第三输出电流I_out3,对第三输出电流I_out3进行限幅处理,得到第三PWM波形。其中,第一采样电压V_samp1的作用是使输入电流波形更好的跟随输入电压的波形,理想状态下,输入电流波形和输入电压波形的相位一致,即功率因数值(power factor,PF)等于1,功率因数越接近1,电网中的无功功率就越少。
第三电压分量满足:
Vbus_out=V′bus_out+Vbus_err×K1+V′bus_err×K2
Vbus_err=Vbus_ref-Vbus_samp
其中,Vbus_out表示第一时间的第三电压分量,V′bus_out表示第二时间的第三电压分量,Vbus_err表示第一时间的第一电压分量与第二电压分量的差值,V′bus_err表示第二时间的第一电压分量与第二电压分量的差值,K1和K2表示常量参数,Vbus_ref表示第一时间的第一电压分量,Vbus_samp表示第二电压分量,第一时间在第二时间之后。
需要说明的是,当充电模块存在空载低压需求时,在环路控制模块中电压环的积分环节作用下,第三电压分量Vbus_out将为负值,经过限幅处理后被限幅到0,因此第一电流分量I_ref1、第二电流分量I_ref2和第三电流分量I_ref3将等于0,在空载状态下,第一采样电流I_ssmp1、第二采样电流I_samp2和第三采样电流I_samp3均接近为0,因此,I_err1近似为0,I_err2近似为0,以及I_err3近似为0。
第一输出电流满足:
I_out1=I′_out1+I_err1×K3+I′_err1×K4
I_err1=I_ref1-I_samp1
第二输出电流满足:
I_out2=I′_out2+I_err2×K3+I′_err2×K4
I_err2=I_ref2-I_samp2
第三输出电流满足:
I_out3=I′_out3+I_err3×K3+I′_err3×K4
I_err3=I_ref3-I_samp3
其中,I_out1表示当第一时间的第一输出电流,I′_out1表示第二时间的第一输出电流,I_err1表示第一时间的第一电流分量与第一采样电流的差值,I′_err1表示第二时间的第一电流分量与第一采样电流的差值,Iref1表示第一时间的第一电流分量,I_samp1表示第一采样电流;I_out2表示第一时间的第二输出电流,I′_out2表示第二时间的第二输出电流,i_err2表示第一时间的第二电流分量与第二采样电流的差值,i′_err2表示第二时间的第二电流分量与第二采样电流的差值,I_ref2表示第一时间的第二电流分量,I_samp2表示第二采样电流;I_out3表示第一时间的第三输出电流,I′_out3表示第二时间的第三输出电流,I_err3表示第一时间的第三电流分量与第三采样电流的差值,I′_err3表示第二时间的第三电流分量与第三采样电流的差值,I_ref3表示第一时间的第三电流分量,I_samp3表示第三采样电流,K3和K4表示常量参数。
需要说明的是,环路控制模块包括第一环路单元、第二环路单元和第三环路单元,其中,以第一环路单元为例,在第一环路单元中电流环的积分环节作用下,第一输出电流将为负值,经过限幅处理之后被限幅到最小占空比,最小占空比可取0或者PWM最小的时钟单位,例如当PWM配置的主频为60MHz时,最小占空比可取0或者1s/60MHz≈16.67ns。考虑到开关管的驱动开通延时和电平上升延时一般在60ns左右,所以当输出占空比的时间小于60ns时,开关管实际都是处于封波状态的。第二环路单元和第三环路单元类似,此处不再赘述。
如图5所示,图5是本申请实施例提供的一种充电模块的主功率电路的接线方式的结构示意图,主功率电路包括电源模块501、功率校正电路502和隔离变压电路503。其中:
电源模块501,是三相交流电源,包括三个输出端,其中,输出端A输出第一输入电压、输出端B输出第二输入电压以及输出端C输出第三输入电压。
功率校正电路502,包括第一转换电路、第二转换电路、第三转换电路、第一母线电容C_bus1和第二母线电容C_bus2。其中,第一转换电路包括电感L1、二极管D1、二极管D4和第一开关S1,电感L1的一端与电源模块501的输出端A连接,电感L1的另一端分别与二极管D1、二极管D4和第一开关S1连接,二极管D1的另一端与第一母线电容C_bus1的一端连接,二极管D4的另一端与第二母线电容C_bus2的一端连接,第一开关S1的另一端分别与第一母线电容C_busl的另一端、第二母线电容C_bus2的另一端连接;第二转换电路包括电感L2、二极管D2、二极管D5和第二开关S2,电感L2的一端与电源模块501的输出端B连接,电感L2的另一端分别与二极管D2、二极管D5和第二开关S2连接,二极管D2的另一端与第一母线电容C_busl的一端连接,二极管D5的另一端与第二母线电容C_bus2的一端连接,第二开关S2的另一端分别与第一母线电容C_bus1的另一端、第二母线电容C_bus2的另一端连接;第三转换电路包括电感L3、二极管D3、二极管D6和第三开关S3,电感L3的一端与电源模块501的输出端C连接,电感L3的另一端分别与二极管D3、二极管D6和第三开关S3连接,二极管D3的另一端与第一母线电容C_bus1的一端连接,二极管D6的另一端与第二母线电容C_bus2的一端连接,第三开关S3的另一端分别与第一母线电容C_bus1的另一端、第二母线电容C_bus2的另一端连接。
隔离变压电路503:包括开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、电容Cr、电容Ct、电容Cout、电感Lr、电感Lf、隔离变压器Tr、二极管DR1、二极管DR2、二极管DR3和二极管DR4,其中,开关管Q1包括电容C1、开关管Q2包括电容C2、开关管Q3包括电容C3以及开关管Q4包括电容C4。开关管Q1的一端、开关管Q3的一端与功率校正电路502的第一母线电容C_bus1的一端连接,开关管Q2的一端、开关管Q3的一端与功率校正电路502的第二母线电容C_bus2的一端连接,开关管Q1的另一端以及开关管Q2的另一端与电容Cr的一端连接,电容Cr的另一端、电容Ct的一端与隔离变压器Tr的一个输入端连接,开关管Q3的另一端以及开关管Q4的另一端与电感Lr的一端连接,电感Lr的另一端与隔离变压器Tr的另一个输入端连接,电容Ct的另一端与隔离变压器Tr的一个输出端连接,隔离变压器Tr的一个输出端分别与二极管DR1的一端、二极管DR2的一端连接,隔离变压器Tr的另一个输出端分别与二极管DR3的一端、二极管DR4的一端连接,二极管DR2的另一端、二极管DR3的另一端与电感Lf的一端连接,电感Lf的另一端与输出端V_out+连接,二极管DR3的另一端、二极管DR4的另一端与输出端V_out-连接,电容Cout的一端与输出端V_out+连接,电容Cout的另一端与输出端V_out-连接。
充电模块在开机运行状态时,为了保证母线电压可控,功率校正电路502需处于发波状态,若不引入环路控制模块,则开关S1~S3的高频开关动作会产生高频干扰,通过开关管Q1~Q4的电容C1~C4以及隔离变压器Tr的电容Ct,从而对输出电容Cout进行耦合传能。如果负载端为空载,则Cout上的耦合电压就无法被消耗,最终输出电压Vout将被强制抬高。开关管Q1~Q4在移相全桥电压环路控制下,将会一直处于封波状态。
在本申请实施例中,根据需求电压和实际输出电流,确定充电模块是否存在空载低压输出需求,若存在空载低压输出需求,则通过环路控制模块,使功率校正电路迅速切换到不控整流状态,从而消除功率校正电路产生的高频干扰,然后通过隔离变压电路中移相全桥的传能控制,实现空载低压时输出电压可控,降低充电模块的损耗。
应理解,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。
本申请实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。
本申请实施例中出现的第一、第二等描述,仅作示意与区分描述对象之用,没有次序之分,也不表示本申请实施例中对描述的对象个数的特别限定,不能构成对本申请实施例的任何限制。
以上所述的具体实施方式,对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。凡在本申请的原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种充电模块输出控制方法,其特征在于,充电模块包括电源模块、环路控制模块、功率校正模块和隔离变压模块,所述环路控制模块包括第一环路单元、第二环路单元和第三环路单元,所述功率校正模块包括第一转换电路、第二转换电路和第三转换电路,所述第一转换电路包括第一开关,所述第二转换电路包括第二开关,所述第三转换电路包括第三开关;所述电源模块的第一输出端分别与所述第一转换电路的输入端和所述第一环路单元的输入端连接,所述电源模块的第二输出端分别与所述第二转换电路的输入端和所述第二环路单元的输入端连接,所述电源模块的第三输出端分别与所述第三转换电路的输入端和所述第三环路单元的输入端连接,所述第一转换电路的输出端、所述第二转换电路的输出端和所述第三转换电路的输出端与所述隔离变压模块连接,所述第一环路单元的输出端与所述第一开关连接,所述第二环路单元的输出端与所述第二开关连接,所述第三环路单元的输出端与所述第三开关连接;所述方法包括:
所述电源模块,分别输出第一输入电压、第二输入电压、第三输入电压、第一输入电流、第二输入电流和第三输入电流;
所述环路控制模块,对所述第一输入电压进行采样,得到所述第一环路单元的第一采样电压,对所述第二输入电压进行采样,得到所述第二环路单元的第二采样电压,对所述第三输入电压进行采样,得到所述第三环路单元的第三采样电压;
所述环路控制模块,获取所述充电模块的需求电压和实际输出电流,根据所述第一采样电压、所述第二采样电压和所述第三采样电压,确定峰值输入电压,根据所述峰值输入电压,确定第一预设电压和第二预设电压,根据所述需求电压,确定第三预设电压,当所述需求电压小于等于第一预设阈值、且所述实际输出电流小于等于第二预设阈值时,确定所述充电模块存在空载低压输出需求,将所述第一预设电压作为第一电压分量,将所述峰值输入电压作为第二电压分量,将所述第一电压分量减去所述第二电压分量,得到剩余电压,将所述剩余电压输入所述环路控制模块中的电压环,计算得到第三电压分量,对所述第三电压分量进行限幅处理,得到限幅电压;
所述环路控制模块,根据所述限幅电压和所述第一采样电压,得到所述第一环路单元的第一PWM波形,根据所述限幅电压和所述第二采样电压,得到所述第二环路单元的第二PWM波形,根据所述限幅电压和所述第三采样电压,得到所述第三环路单元的第三PWM波形;
所述功率校正模块,根据所述第一PWM波形,控制所述第一转换电路中所述第一开关的导通状态,根据所述第一开关的导通状态,对所述第一输入电流进行处理得到第一输入功率,根据所述第二PWM波形,控制所述第二转换电路中所述第二开关的导通状态,根据所述第二开关的导通状态,对所述第二输入电流进行处理得到第二输入功率,根据所述第三PWM波形,控制所述第三转换电路中所述第三开关的导通状态,根据所述第三开关的导通状态,对所述第三输入电流进行处理得到第三输入功率,根据所述第一输入功率、所述第二输入功率和所述第三输入功率,得到母线电压;
所述隔离变压模块,根据所述母线电压,确定实际输出电压。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述需求电压大于所述第一预设阈值或所述实际输出电流大于所述第二预设阈值时,确定所述充电模块不存在空载低压输出需求;
当所述第二预设电压大于所述第三预设电压时,将所述第二预设电压作为所述第一电压分量;
当所述第二预设电压小于所述第三预设电压时,将所述第三预设电压作为所述第一电压分量。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述环路控制模块,根据所述限幅电压和所述第一采样电压,得到所述第一环路单元的第一PWM波形,根据所述限幅电压和所述第二采样电压,得到所述第二环路单元的第二PWM波形,根据所述限幅电压和所述第三采样电压,得到所述第三环路单元的第三PWM波形,包括:
所述环路控制模块,对所述第一输入电流进行采样,得到所述第一环路单元的第一采样电流,对所述第二输入电流进行采样,得到所述第二环路单元的第二采样电流,对所述第三输入电流进行采样,得到所述第三环路单元的第三采样电流;
根据所述限幅电压和所述第一采样电压,确定第一电流分量,根据所述第一电流分量和所述第一采样电流,得到所述第一PWM波形;
根据所述限幅电压和所述第二采样电压,确定第二电流分量,根据所述第二电流分量和所述第二采样电流,得到所述第二PWM波形;
根据所述限幅电压和所述第三采样电压,确定第三电流分量,根据所述第三电流分量和所述第三采样电流,得到所述第三PWM波形。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述功率校正模块,根据所述第一PWM波形,控制所述第一转换电路中所述第一开关的导通状态,根据所述第一开关的导通状态,对所述第一输入电流进行处理得到第一输入功率,根据所述第二PWM波形,控制所述第二转换电路中所述第二开关的导通状态,根据所述第二开关的导通状态,对所述第二输入电流进行处理得到第二输入功率,根据所述第三PWM波形,控制所述第三转换电路中所述第三开关的导通状态,根据所述第三开关的导通状态,对所述第三输入电流进行处理得到第三输入功率,根据所述第一输入功率、所述第二输入功率和所述第三输入功率,得到母线电压,包括:
当所述充电模块存在空载低压输出需求时,将所述第一PWM波形输入所述第一开关,控制所述第一开关关断,对所述第一输入电流进行功率校正得到所述第一输入功率,将所述第二PWM波形输入所述第二开关,控制所述第二开关关断,对所述第二输入电流进行功率校正得到所述第二输入功率,将所述第三PWM波形输入所述第三开关,控制所述第三开关关断,对所述第三输入电流进行功率校正得到所述第三输入功率;
根据所述第一输入功率、所述第二输入功率和所述第三输入功率,得到所述母线电压。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述功率校正模块,根据所述第一PWM波形,控制所述第一转换电路中所述第一开关的导通状态,根据所述第一开关的导通状态,对所述第一输入电流进行处理得到第一输入功率,根据所述第二PWM波形,控制所述第二转换电路中所述第二开关的导通状态,根据所述第二开关的导通状态,对所述第二输入电流进行处理得到第二输入功率,根据所述第三PWM波形,控制所述第三转换电路中所述第三开关的导通状态,根据所述第三开关的导通状态,对所述第三输入电流进行处理得到第三输入功率,根据所述第一输入功率、所述第二输入功率和所述第三输入功率,得到母线电压,包括:
当所述充电模块不存在空载低压输出需求时,将所述第一PWM波形输入所述第一开关,控制所述第一开关导通,对所述第一输入电流进行功率校正得到所述第一输入功率,将所述第二PWM波形输入所述第二开关,控制所述第二开关导通,对所述第二输入电流进行功率校正得到所述第二输入功率,将所述第三PWM波形输入所述第三开关,控制所述第三开关导通,对所述第三输入电流进行功率校正得到所述第三输入功率;
根据所述第一输入功率、所述第二输入功率和所述第三输入功率,得到所述母线电压。
6.一种充电模块输出控制系统,其特征在于,充电模块包括电源模块、环路控制模块、功率校正模块和隔离变压模块,所述环路控制模块包括第一环路单元、第二环路单元和第三环路单元,所述功率校正模块包括第一转换电路、第二转换电路和第三转换电路,所述第一转换电路包括第一开关,所述第二转换电路包括第二开关,所述第三转换电路包括第三开关;所述电源模块的第一输出端分别与所述第一转换电路的输入端和所述第一环路单元的输入端连接,所述电源模块的第二输出端分别与所述第二转换电路的输入端和所述第二环路单元的输入端连接,所述电源模块的第三输出端分别与所述第三转换电路的输入端和所述第三环路单元的输入端连接,所述第一转换电路的输出端、所述第二转换电路的输出端和所述第三转换电路的输出端与所述隔离变压模块连接,所述第一环路单元的输出端与所述第一开关连接,所述第二环路单元的输出端与所述第二开关连接,所述第三环路单元的输出端与所述第三开关连接;
所述电源模块,用于分别输出第一输入电压、第二输入电压、第三输入电压、第一输入电流、第二输入电流和第三输入电流;
所述环路控制模块,用于对所述第一输入电压进行采样,得到所述第一环路单元的第一采样电压,对所述第二输入电压进行采样,得到所述第二环路单元的第二采样电压,对所述第三输入电压进行采样,得到所述第三环路单元的第三采样电压;
所述环路控制模块,还用于获取所述充电模块的需求电压和实际输出电流,根据所述第一采样电压、所述第二采样电压和所述第三采样电压,确定峰值输入电压,根据所述峰值输入电压,确定第一预设电压和第二预设电压,根据所述需求电压,确定第三预设电压,当所述需求电压小于等于第一预设阈值、且所述实际输出电流小于等于第二预设阈值时,确定所述充电模块存在空载低压输出需求,将所述第一预设电压作为第一电压分量,将所述峰值输入电压作为第二电压分量,将所述第一电压分量减去所述第二电压分量,得到剩余电压,将所述剩余电压输入所述环路控制模块中的电压环,计算得到第三电压分量,对所述第三电压分量进行限幅处理,得到限幅电压;
所述环路控制模块,还用于根据所述限幅电压和所述第一采样电压,得到所述第一环路单元的第一PWM波形,根据所述限幅电压和所述第二采样电压,得到所述第二环路单元的第二PWM波形,根据所述限幅电压和所述第三采样电压,得到所述第三环路单元的第三PWM波形;
所述功率校正模块,还用于根据所述第一PWM波形,控制所述第一转换电路中所述第一开关的导通状态,根据所述第一开关的导通状态,对所述第一输入电流进行处理得到第一输入功率,根据所述第二PWM波形,控制所述第二转换电路中所述第二开关的导通状态,根据所述第二开关的导通状态,对所述第二输入电流进行处理得到第二输入功率,根据所述第三PWM波形,控制所述第三转换电路中所述第三开关的导通状态,根据所述第三开关的导通状态,对所述第三输入电流进行处理得到第三输入功率,根据所述第一输入功率、所述第二输入功率和所述第三输入功率,得到母线电压;
所述隔离变压模块,用于根据所述母线电压,确定实际输出电压。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,
所述环路控制模块,还用于当所述需求电压大于所述第一预设阈值或所述实际输出电流大于所述第二预设阈值时,确定所述充电模块不存在空载低压输出需求;
所述环路控制模块,还用于当所述第二预设电压大于所述第三预设电压时,将所述第二预设电压作为所述第一电压分量;
所述环路控制模块,还用于当所述第二预设电压小于所述第三预设电压时,将所述第三预设电压作为所述第一电压分量。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,
所述环路控制模块,还用于对所述第一输入电流进行采样,得到所述第一环路单元的第一采样电流,对所述第二输入电流进行采样,得到所述第二环路单元的第二采样电流,对所述第三输入电流进行采样,得到所述第三环路单元的第三采样电流;
所述环路控制模块,还用于根据所述限幅电压和所述第一采样电压,确定第一电流分量,根据所述第一电流分量和所述第一采样电流,得到所述第一PWM波形;
所述环路控制模块,还用于根据所述限幅电压和所述第二采样电压,确定第二电流分量,根据所述第二电流分量和所述第二采样电流,得到所述第二PWM波形;
所述环路控制模块,还用于根据所述限幅电压和所述第三采样电压,确定第三电流分量,根据所述第三电流分量和所述第三采样电流,得到所述第三PWM波形。
CN202310172714.XA 2023-02-22 2023-02-22 一种充电模块输出控制方法及系统 Active CN116094126B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310172714.XA CN116094126B (zh) 2023-02-22 2023-02-22 一种充电模块输出控制方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310172714.XA CN116094126B (zh) 2023-02-22 2023-02-22 一种充电模块输出控制方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116094126A CN116094126A (zh) 2023-05-09
CN116094126B true CN116094126B (zh) 2023-11-17

Family

ID=86206457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310172714.XA Active CN116094126B (zh) 2023-02-22 2023-02-22 一种充电模块输出控制方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116094126B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08126217A (ja) * 1994-10-24 1996-05-17 Japan Storage Battery Co Ltd 充電装置
CN113013866A (zh) * 2021-03-10 2021-06-22 杰华特微电子(杭州)有限公司 电源系统
CN113054854A (zh) * 2021-03-31 2021-06-29 华为技术有限公司 一种电源转换电路和适配器
CN114597995A (zh) * 2022-03-10 2022-06-07 无锡玄机电子科技有限公司 一种智能控制的充电电路及其使用方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08126217A (ja) * 1994-10-24 1996-05-17 Japan Storage Battery Co Ltd 充電装置
CN113013866A (zh) * 2021-03-10 2021-06-22 杰华特微电子(杭州)有限公司 电源系统
CN113054854A (zh) * 2021-03-31 2021-06-29 华为技术有限公司 一种电源转换电路和适配器
CN114597995A (zh) * 2022-03-10 2022-06-07 无锡玄机电子科技有限公司 一种智能控制的充电电路及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116094126A (zh) 2023-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101499675B (zh) 充电电路及电源供应系统
CN101064438B (zh) 能够提供正弦波输出交流电压的不断电电源供应器
EP4167422A1 (en) Control method for photovoltaic rapid switching-off system, and application apparatus and system therefor
CN109861532B (zh) 一种dc/dc变换器及基于其的整车控制方法
US10944283B2 (en) Distributed single-stage on-board charging device and method thereof
US10097106B1 (en) Power converter
EP2375553A1 (en) PFC circuit
CN112803780B (zh) 一种变换器及电源适配器
EP2463993A2 (en) Switching power supply and display device provided with same
US9343973B2 (en) Power conversion apparatus
WO2023202411A1 (zh) 一种功率模块、充电桩及供电设备
CN114709906A (zh) 基于多协议的充电电路及其应用方法
US20220263335A1 (en) Power conversion device
US11689112B2 (en) DC-DC converter and vehicle
CN116094126B (zh) 一种充电模块输出控制方法及系统
CN113258642A (zh) 电子终端充电器
KR101564004B1 (ko) 직류 변환 장치
CN210724292U (zh) 一种具有多模式充电功能的锂电池充电器
CN111130198B (zh) 一种电动汽车的充电系统及方法
CN113949300A (zh) 实现宽范围功率输出的控制方法及控制装置
CN111541371A (zh) 一种面向新能源应用的直流电能生成电路
CN209948984U (zh) 一种电源变换器装置
Behera et al. A Dual-input converter topology for interfacing a Power-Factor-Corrected AC and a DC input to Standalone DC loads
CN113169562A (zh) 一种车载充、放电装置及其充放电系统和新能源汽车
CN218678542U (zh) 电池管理电路、供电电路及家电设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant