CN203416017U - 一种基于斩波的车载动力电瓶组充电器电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于斩波的车载动力电瓶组充电器电路，至少包括：输入电压检测单元（1）、预充电路单元（2）、第一LC滤波电路（3）、PWM脉冲驱动单元（4）、电流传感器（5）及输出电压检测单元（6），主要用于电动客车、双源无轨电车等车载动力电瓶组的充电，主电路以半导体器件IGBT模块为核心，采用嵌入式智能模拟集成电路实时控制；抗干扰能力强，以恒流限压方式充电，最高电压以浮充电压为限，保证电瓶电压不过充；具备CAN总线通讯功能，并能实现电瓶充放电实时监测。
Description
技术领域
本实用新型属于充电器的电路图，特别是一种基于斩波的车载动力电瓶组充电器电路。
背景技术
现有技术中，直流斩波用于将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为DC/DC变换。斩波器斩切直流的思想是：如果改变开关的动作频率，或改变直流电流接通和断开的时间比例，就可以快速有效地改变加到负载上的电压、电流平均值。
而在电瓶充电器方面，目前市场上主要出现的充电器都存在着以下缺点：充电时间长、易受噪声干扰、电压波动较大，无法实时对电压进行检测，存在较多问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种针对干扰强、电压波动范围大的供电母线设计、易于拆卸、可对电瓶充放电实时监测、可保证电瓶电压不过充、具备 CAN总线通讯功能、基于斩波的车载动力电瓶组充电器电路。
本实用新型的目的是这样实现的，一种基于斩波的车载动力电瓶组充电器电路，至少包括：输入电压检测单元、预充电路单元、第一LC滤波电路、PWM脉冲驱动单元、电流传感器及输出电压检测单元，输入电压端两端电连接输入电压检测单元，输入电压端通过预充电路单元后电连接第一LC滤波电路，第一LC滤波电路输出端串接PWM脉冲斩波单元，PWM脉冲斩波单元对输入电压进行脉宽调制，PWM脉冲斩波单元输出端连接电流传感器和输出电压检测单元；输入电压检测单元、预充电路单元、PWM脉冲驱动单元、电流传感器及输出电压检测单元分别与处理器接口电连接；输入电压检测单元用于对输入电压进行检测，并对欠压输入进行保护；预充电路单元用于抑制输入电压的冲击电流；PWM脉冲驱动单元可在抑制噪声的同时，实现对输入电压和电流大小的控制；PWM脉冲驱动单元的作用是脉宽调制，通过电流传感器观察和控制输出电流；输出电压检测单元用于对经过一系列变换后的电压进行检测控制。在PWM脉冲驱动单元输出端有第二LC滤波电路。
所述输入电压检测单元，由七个电阻R1~R7及二极管D1，D2组成，电阻R1一端接输入电压负极，电阻R另一端连接于二极管D1、D2串联出来的负极节点上；电阻R2和R3、R4和R5、R6和R7分别并联，三组并联电阻组串联连接于二极管D1的正极，并在另一端连接于预充电路单元中的二极管D3和输入端串接的二极管D4。
所述预充电路单元包括：二极管D3和电阻R8串联后，与可控硅D5并联；二极管D4的正极连接于输入端正极，负极与二极管D3、可控硅D5并联的正极节点相连。
所述第一LC滤波电路至少包括铁芯电感L1和并联电容组，铁芯电感L1一端连接于预充电路单元的并联元件输出节点，另一端连接于并联电容组和PWM脉冲驱动单元；并联电容组中的电解电容C1、C2和C3并联，C4、C5和C6并联，两组并联电解电容串联起来，同时和电容C8和C7形成三条并联回路，并联电容组的另一端连接在输入端的负极上。
所述电流传感器，其输入端与PWM脉冲驱动输出相连，输出端与第二LC滤波电路的铁芯线圈L2、二极管D7串联,同时，在铁芯线圈L2和二极管D7的连接节点和电压负极之间，并行连接了两条支路，一条是电解电容C9和C10的串联支路，另一条是输出电压检测单元支路。
本实用新型的优点是：主要用于电动客车、双源无轨电车等车载动力电瓶组的充电，主电路以半导体器件 IGBT模块为核心，采用嵌入式智能模拟集成电路实时控制；抗干扰能力强，以恒流限压方式充电，最高电压以浮充电压为限，保证电瓶电压不过充；具备 CAN总线通讯功能，并能实现电瓶充放电实时监测。
附图说明
图1 本实用新型实施例电路原理图。
图中：1、输入电压检测单元，2、预充电路单元，3、第一LC滤波电路；4、PWM脉冲斩波单元；5、电流传感器，6、输出电压检测单元，7、第二LC滤波电路；8、并联电容组；9、处理器；10、输出电压端；11、输入电压端。
具体实施方式
如图1所示，一种基于斩波的车载动力电瓶组充电器电路，至少包括：输入电压检测单元1、预充电路单元2、第一LC滤波电路3、PWM（Pulse Width Modulation）脉冲驱动单元4、电流传感器5及输出电压检测单元6，输入电压端11两端电连接输入电压检测单元1，输入电压端11通过预充电路单元2后电连接第一LC滤波电路3，第一LC滤波电路3输出端串接PWM脉冲斩波单元4，PWM脉冲斩波单元4对输入电压进行脉宽调制，PWM脉冲斩波单元4输出端连接电流传感器5和输出电压检测单元6；输入电压检测单元1、预充电路单元2、PWM（Pulse Width Modulation）脉冲驱动单元4、电流传感器5及输出电压检测单元6分别与处理器9接口电连接；输入电压检测单元1用于对输入电压进行检测，并对欠压输入进行保护；预充电路单元2用于抑制输入电压的冲击电流；PWM（Pulse Width Modulation）脉冲驱动单元4可在抑制噪声的同时，实现对输入电压和电流大小的控制；PWM脉冲驱动单元4的作用是脉宽调制，通过电流传感器5观察和控制输出电流；输出电压检测单元6用于对经过一系列变换后的电压进行检测控制。在PWM（Pulse Width Modulation）脉冲驱动单元4输出端有第二LC滤波电路7。
所述输入电压检测单元1，由七个电阻R1~R7及二极管D1，D2组成，电阻R1一端接输入电压负极，电阻R另一端连接于二极管D1、D2串联出来的负极节点上；电阻R2和R3、R4和R5、R6和R7分别并联，三组并联电阻组串联连接于二极管D1的正极，并在另一端连接于预充电路单元2中的二极管D3和输入端串接的二极管D4。
所述预充电路单元2包括：二极管D3和电阻R8串联后，与可控硅D5并联；二极管D4的正极连接于输入端正极，负极与二极管D3、可控硅D5并联的正极节点相连。
所述第一LC滤波电路3至少包括铁芯电感L1和并联电容组8，铁芯电感L1一端连接于预充电路单元2的并联元件输出节点，另一端连接于并联电容组8和PWM脉冲驱动单元；并联电容组8中的电解电容C1、C2和C3并联，C4、C5和C6并联，两组并联电解电容串联起来，同时和电容C8和C7形成三条并联回路，并联电容组8的另一端连接在输入端的负极上。
所述电流传感器5，其输入端与PWM脉冲驱动输出相连，输出端与第二LC滤波电路7的铁芯线圈L2、二极管D7串联, 二极管D7的另一端连接输出电压端 10，同时，在铁芯线圈L2和二极管D7的连接节点和电压负极之间，并行连接了两条支路，一条是电解电容C9和C10的串联支路，另一条是输出电压检测单元6支路。
所述输出电压检测单元6，由八个电阻R9~R16及二极管D9、D10，电容C11、C12组成，其中电阻R16一端接输入电压负极，另一端连接于D9、D10串联出来的负极节点上；电容C11与电阻R16并联；电阻R9和R12、R10和R13、R11和R14分别并联，三组并联电阻组串联连接于二极管D10的正极，并在另一端连接于铁芯电感L2和二极管D7之间的节点上；电容C12和电阻R15串联，所成串联线路与三组并联电阻形成的线路并联。
所述电压输入端额定输入电压为DC600V±20%；额定输出电压DC510V；最大输出电流30A；低压电源输入DC18~28V。
所述输出电压检测单元6，检测输出电压，当输出电压小于480V时，延时10S后开机；在充电状态下，充电电流小于1A时，延时30S后关机。
本实用新型设置 CAN总线接口，根据 CAN总线协议传输充电电压、充电电流数据。
当输入电压大于 350V，低压控制电压大于 20V时充电器开始工作。
本实用新型具有瞬时输出过压，过流保护。当充电电流大于35A时，开始计时延时10秒关机，大于40A立刻关机；当电池电压高于520V延时10秒后关机；低于490V再开机；充电器输出电压高于530V时延时2秒关机；当输入电压高于750V时立刻关机，低于720V再次开机；当输入电压、输出电压和电池电压任何一个过压保护动作都关机。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (5)
1.一种基于斩波的车载动力电瓶组充电器电路，至少包括：输入电压检测单元（1）、预充电路单元（2）、第一LC滤波电路（3）、PWM脉冲驱动单元（4）、电流传感器（5）及输出电压检测单元（6），输入电压端（11）两端电连接输入电压检测单元（1），输入电压端（11）通过预充电路单元（2）后电连接第一LC滤波电路（3），第一LC滤波电路（3）输出端串接PWM脉冲斩波单元（4），PWM脉冲斩波单元（4）对输入电压进行脉宽调制，PWM脉冲斩波单元（4）输出端连接电流传感器（5）和输出电压检测单元（6）；输入电压检测单元（1）、预充电路单元（2）、PWM脉冲驱动单元（4）、电流传感器（5）及输出电压检测单元（6）分别与处理器（9）接口电连接。
2.根据权利要求1所述一种基于斩波的车载动力电瓶组充电器电路，其特征是：所述输入电压检测单元（1），由七个电阻R1~R7及二极管D1，D2组成，电阻R1一端接输入电压负极，电阻R另一端连接于二极管D1、D2串联出来的负极节点上；电阻R2和R3、R4和R5、R6和R7分别并联，三组并联电阻组串联连接于二极管D1的正极，并在另一端连接于预充电路单元（2）中的二极管D3和输入端串接的二极管D4。
3.根据权利要求1所述一种基于斩波的车载动力电瓶组充电器电路，其特征是：所述预充电路单元（2）包括：二极管D3和电阻R8串联后，与可控硅D5并联；二极管D4的正极连接于输入端正极，负极与二极管D3、可控硅D5并联的正极节点相连。
4.根据权利要求1所述一种基于斩波的车载动力电瓶组充电器电路，其特征是：所述第一LC滤波电路（3）至少包括铁芯电感L1和并联电容组（8），铁芯电感L1一端连接于预充电路单元（2）的并联元件输出节点，另一端连接于并联电容组（8）和PWM脉冲驱动单元；并联电容组（8）中的电解电容C1、C2和C3并联，C4、C5和C6并联，两组并联电解电容串联起来，同时和电容C8和C7形成三条并联回路，并联电容组（8）的另一端连接在输入端的负极上。
5.根据权利要求1所述一种基于斩波的车载动力电瓶组充电器电路，其特征是：所述电流传感器（5），其输入端与PWM脉冲驱动输出相连，输出端与第二LC滤波电路（7）的铁芯线圈L2、二极管D7串联,同时，在铁芯线圈L2和二极管D7的连接节点和电压负极之间，并行连接了两条支路，一条是电解电容C9和C10的串联支路，另一条是输出电压检测单元（6）支路。
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