CN207663316U - 双模态车载辅助加热控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了双模态车载辅助加热控制器，开关管的集电极连接在输入正极，开关管的发射极与所述续流二极管的阴极连接，续流二极管的阳极接输入负极，限流电感的一端连接在续流二极管的阴极，限流电感的另一端作为输出正极连接在负载的一端，负载的另一端接输出负极，输入负极与输出负极共地连接，控制电路输出端接开关管的栅极。本实用新型有益效果：本实用新型启动时刻缓慢的增加占空比信号，使得输入电流缓慢增加，进而减小了PTC负载启动过程中的电流冲击，采用高压大电流IGBT作为开关管，能够频繁的启停控制，避免了采用继电器产品寿命低的问题，能够工作在温度调节模式或功率调节模式，灵活地对出风温度和输出功率进行独立控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及加热器技术领域，尤其是双模态车载辅助加热控制器。
背景技术
新能源汽车具有节能降耗、绿色环保、噪音小、乘坐舒适等优点，是未来经济发展的新引擎，得到国家政策大力支持，目前进入快速发展阶段。目前有纯电动、混合动力、增程式以及燃料电池等类型的新能源汽车，车载用电设备基本都是从动力电池取电，车载空调的辅助加热目前流行采用PTC(正温度系数电阻)直接从动力电池取电作为发热部件，经蒸发风机向车内提供暖风。但目前PTC的控制一般采用继电器来控制存在以下问题：
①高压大电流的继电器成本较高；
②PTC启动阶段的冲击电流较大，容易损坏保护用的保险管；
③当PTC温度过高时，继电器需要频繁的通断来进行控制，造成继电器寿命下降；
④不具有功率输出调节功能，只能满负荷运行。
因此，对于上述问题有必要提出双模态车载辅助加热控制器。
实用新型内容
本实用新型目的是克服了现有技术中的不足，提供了双模态车载辅助加热控制器，能够工作在温度调节模式或功率调节模式，能够频繁启停，且能够减小PTC负载启动过程中的电流冲击。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现：
双模态车载辅助加热控制器，包括开关管、续流二极管、限流电感、控制电路和负载，所述开关管的集电极连接在输入正极，所述开关管的发射极与所述续流二极管的阴极连接，所述续流二极管的阳极接输入负极，所述限流电感的一端连接在续流二极管的阴极，所述限流电感的另一端作为输出正
极连接在负载的一端，所述负载的另一端接输出负极，所述输入负极与输出负极共地连接，所述控制电路接开关管的栅极。
优选地，所述控制电路包括MCU、驱动电路、输出电流采集电路、输出电压采集电路和出风温度采集电路。
优选地，所述输出电流采集电路、输出电压采集电路和出风温度采集电路的输出端均接在MCU的输入端。
优选地，所述MCU的输出端接驱动电路的输入端。
优选地，所述MCU将PWM控制信号传输至驱动电路的输入端。
优选地，所述驱动电路的输出端将IGBT驱动信号传输至开关管。
优选地，所述MCU采用8位单片机，所述输出电流采集电路采用常规的霍尔电流传感器。
优选地，所述输出电压采集电路设置有分压电阻采集输出端电压；所述出风温度采集电路采用NTC热敏电阻。
本实用新型有益效果：本实用新型启动时刻缓慢的增加占空比信号，使得输入电流缓慢增加，进而减小了PTC负载启动过程中的电流冲击，采用高压大电流IGBT作为开关管，能够频繁的启停控制，避免了采用继电器产品寿命低的问题，具有温度恒定环和功率恒定环，能够工作在温度调节模式或功率调节模式，灵活地对出风温度和输出功率进行独立控制，易于实现多机并联，增加系统容量。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是本实用新型的功率控制环路原理框图；
图3是本实用新型的温度控制环路原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1并结合图2和图3所示，双模态车载辅助加热控制器，包括开关管、续流二极管、限流电感、控制电路和负载，所述开关管Q1的集电极连接在输入正极Vin+，所述开关管Q1的发射极与所述续流二极管D1的阴极连接，所述续流二极管D1的阳极接输入负极Vin-，所述限流电感L1的一端连接在续流二极管D1的阴极，所述限流电感L1的另一端作为输出正极Vout+连接在负载PTC的一端，所述负载PTC的另一端接输出负极Vout-，所述输入负极Vin-与输出负极Vout-共地连接，所述控制电路接开关管Q1的栅极。
进一步的，所述控制电路包括MCU、驱动电路、输出电流采集电路、输出电压采集电路和出风温度采集电路，所述输出电流采集电路、输出电压采集电路和出风温度采集电路的输出端均接在MCU的输入端。
其中，所述MCU的输出端接驱动电路的输入端In，所述MCU将PWM控制信号传输至驱动电路的的输入端In，所述驱动电路的输出端Out将IGBT驱动信号传输至开关管。
另外，所述MCU采用8位单片机，所述输出电流采集电路采用常规的霍尔电流传感器，所述输出电压采集电路设置有分压电阻采集输出端电压；所述出风温度采集电路采用NTC热敏电阻。
如图1所示，本实用新型在启动时刻缓慢的增加占空比信号，使得输入电流缓慢增加，进而减小了PTC负载启动过程中的电流冲击；采用高压大电流IGBT作为开关管，能够频繁的启停控制，避免了采用继电器产品寿命低的问题；采用双环控制方法，具有温度恒定环和功率恒定环，能够工作在温度调节模式或功率调节模式，灵活地对出风温度和输出功率进行独立控制；本实用新型易于实现多机并联，增加系统容量。
如图1所示，MCU采用8位价格低廉的单片机，输出电流采集电路采用常规的霍尔电流传感器；输出电压采集电路采用分压电阻采集输出端电压，再进行RC滤波得到；出风温度采集电路采用NTC热敏电阻。
如图2所示，本实用新型的功率控制环路的原理框图，采用PID控制方法，MCU检测输出端的电压和电流，通过内部运算得到实时的功率值，通过与功率给定值进行比较，得到功率误差信号，输出给PID控制环进行调节，PID控制环输出占空比动态变化的PWM信号给驱动电路，驱动电路驱动开关管IGBT Q1进行高频开关，进而对输出功率进行调节。
如图3所示，本实用新型的温度控制环路的原理框图，采用PID控制方法，MCU检测负载PTC的出风温度，通过与温度给定值进行比较，得到温度误差信号，输出给PID控制环进行调节，PID控制环输出占空比动态变化的PWM信号给驱动电路，驱动电路驱动开关管IGBTQ1进行高频开关，进而对出风温度进行调节。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (8)
1.双模态车载辅助加热控制器，其特征在于：包括开关管、续流二极管、限流电感、控制电路和负载，所述开关管的集电极连接在输入正极，所述开关管的发射极与所述续流二极管的阴极连接，所述续流二极管的阳极接输入负极，所述限流电感的一端连接在续流二极管的阴极，所述限流电感的另一端作为输出正极连接在负载的一端，所述负载的另一端接输出负极，所述输入负极与输出负极共地连接，所述控制电路接开关管的栅极。
2.如权利要求1所述的双模态车载辅助加热控制器，其特征在于：所述控制电路包括MCU、驱动电路、输出电流采集电路、输出电压采集电路和出风温度采集电路。
3.如权利要求2所述的双模态车载辅助加热控制器，其特征在于：所述输出电流采集电路、输出电压采集电路和出风温度采集电路的输出端均接在MCU的输入端。
4.如权利要求2所述的双模态车载辅助加热控制器，其特征在于：所述MCU的输出端接驱动电路的输入端。
5.如权利要求2所述的双模态车载辅助加热控制器，其特征在于：所述MCU将PWM控制信号传输至驱动电路的输入端。
6.如权利要求2所述的双模态车载辅助加热控制器，其特征在于：所述驱动电路的输出端将IGBT驱动信号传输至开关管。
7.如权利要求2所述的双模态车载辅助加热控制器，其特征在于：所述MCU采用8位单片机，所述输出电流采集电路采用常规的霍尔电流传感器。
8.如权利要求2所述的双模态车载辅助加热控制器，其特征在于：所述输出电压采集电路设置有分压电阻采集输出端电压；所述出风温度采集电路采用NTC热敏电阻。
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