Rgc智能充电器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动汽车领域技术，尤其是指一种电动汽车的RGC智能充电器。
【背景技术】
[0002]随着低碳经济成为我国经济发展的主旋律，电动汽车作为新能源战略和智能电网的重要组成部分，必将成为今后汽车工业和能源产业发展的重点，相配套的电动汽车充电器也将成为一种新兴产业，其技术要求和革新也提上日程。
[0003]传统充电器采用相控电源，所使用的变压器是工频电源变压器，体积大，效率低，动态响应差，安全系数低，保护作用不好，容易起鼓包。目前，市面上的乘用电动轿车充电器有类似于解决此种问题的方案产品，但所不同的是:主电路设计冗余，控制电路为模拟电路，在目前电网环境下显得非常不可靠。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种RGC智能充电器，解决传统充电器成本高、效率低、易造成电池损坏等等问题。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案:
一种RGC智能充电器，包括隔离与充放电电路、数字触发电路、CMOS开关驱动与可控硅触发电路、调压可控硅移相触发电路、保护电路、控制电路电源，各电路通过电源端口电连接。
[0006]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，由于本设计用CMOS开关与可控硅等开关元件代替传统的变压器，采用电容充放电方式给电池充电，所采用控制方案为全数字电路，解决传统充电器成本高、效率低、易造成电池损坏等等问题，具有使用成本低、安全可靠、充电效率高、通过脉冲充电、能把坏电池修复、能够有效隔离，延长电池寿命。
[0007]
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
【附图说明】
[0008]图1是本发明之实施例的隔离与充放电电路图；
图2是本发明之实施例的隔离与充放电电路波形图；
图3是本发明之实施例的数字触发电路图；
图4-1是本发明之实施例的CMOS开关驱动与可控硅触发电路图；
图4-2是本发明之实施例的调压可控硅移相触发电路图；
图5是本发明之实施例的保护电路图；
图6是本发明之实施例的控制电路电源图。
[0009]附图标识说明:
10、隔离与充放电电路20、数字触发电路
30、CMOS开关驱动与可控硅触发电路40、调压可控硅移相触发电路
50、保护电路60、控制电路电源。
【具体实施方式】
[0010]请参照图1至图6所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，是一种电动汽车的RGC智能充电器，包括隔离与充放电电路10、数字触发电路20、CMOS开关驱动与可控硅触发电路30、调压可控硅移相触发电路40、保护电路50、控制电路电源60。
[0011]其中，如图1所示，所述隔离与充放电电路10包括元件:二极管D24、D27、D29、D31，电阻 R34、R37、R38、R43、R44、R47、R48、R49，可控硅 Q3、Q4、Q5、Q12，CMOS 开关 Q6、Q9，电容 C16、C17，保险丝 Fl，电源端 P J8-A、J10-A、Jl 1-A, J12-A、J13-A、J14-A，电池组 BAT，各元件电相连。
[0012]通过电源端口 J14-A的1-2脚输入正弦波上半周时，当调压可控硅Q12进入已设置的触发点区上(上半周期虚线线段区域)，如图2所示:可控硅Q12导通，经Q12整流的直流电压给C17正极充电。充电回路经D27、R47、R48、F1、J14-A4-5与电源组成回路。当时间经过过零点时，可控硅Q12因电流为零而自动关闭。
[0013]当时间进入数字电路设置的电容C17放电区域中(下半周期实线线段区域)，CMOS开关Q9、与可控硅Q5同时导通。电容C17上的正极电压通过D29、R44、Q9给电池组BAT充电，充电回路通过Q5流向C17负极。
[0014]当调压可控硅Q3进行数字电路设置的正弦波下半周时，电源端口 J14-A的4_5脚输入正弦波下半周电压，当时间进入已设置的触发点区(下半周期虚线线段区域)，如图2所示:可控硅Q3导通，下半周期的电压经Fl、R47、Q3整流向C16正极充电，充电回路经D31流向电源端口 J14-A的1-2脚。
[0015]当时间进入数字电路设置的电容C16放电区域中(上半周期实线线段区域)，CMOS开关Q6、与可控硅Q4同时导通。电容C16上的正极电压通过D24、R34、Q6给电池组BAT充电。充电回路通过Q4流向C16负极。
[0016]电路中Q3、Q12为调压作用。Q4、Q5为市电隔离作用。Q6、Q9除了给电容放电也起到市电隔离作用。
[0017]如图3所示，所述数字触发电路20包括元件:集成芯片U1、U5、U7、U2A、U2B、U2C、U2D、U3A、U3B、U3C、U3D、U4A、U4B、U4C、U4D、U6A、U6B、U6C、U6D，电源接口 Jl-A、J2-A、J3-A、J4-A、J5-A、J6-A、J7-A，二极管 Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、Dll、D12、D13、D14、D32、D33，电容 Cl、C2、C3、C4、C5、C6，电阻 Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、Rll、R12、R13、R14、R15、R16，三极管QUQ 2，各元件电相连。
[0018]由U7组成的时基电路连续输出一个ImS方波脉冲信号，分别经过R7、R14输出到Ul、U5的CLK端。触发Ul、U5进行计数。
[0019]Jl-A与控制电源Jl-B连接，Jl-B为可控硅触发同步信号源，Jl-A第一脚为正弦波正半周信号，当时间进入上半周期时，Dl有电压通过，Ql导通，U3A输出高电平，U3F输出低电平，输入到U5的CLK时基信号经DlO被U3F吸收掉。U5禁止计数。D8为负半周整流二极管，在上半周期时无电压流过，Q2截止，U3D输出低电平，U3C输出高电平，D3截止。Ul在时基信号触发下进行计数(U1、U5为十进制计数器，计数时可分别从QO到Q9输出高电平)。Ul的QO到Q3设置为电容C16放电区域(电池充电时间)，当开始计数后Ul的QO到Q3分别会有高电平输出时，分别通过D4到D7经过J2-A输出到CMOS触发电路上(与图4_2相同)，如图1所示:可控硅Q4与CMOS开关Q6会同时导通。完成电容C16的放电过程(对电池充电过程)。
[0020]Q5到Q8为上半周期给C17充电区域。当计数器Ul计数到Q5端有高电平时，信号通过选通门U2A输出到U4A输入端，U4B输出高电平，通过R9，J4-A (通过触发电路4_1)触发可控硅Q12导通，Q12导通会给电容C17充电。然后Q12在进入过零点时会自动关闭。计数器每一次计数为lmS，从QO到Q9计数正好为10mS，为半个周期。
[0021]当进入到下半个周期时，D8有电压通过，Q2导通，U3D输出高电平，U3C输出低电平，输出到Ul的CLK时基信号经D3被U3C吸收掉。同理:U5开始计数，当U5的QO到Q3分别有高电平输出时，会分别通过Dll到D14经过J5-A输出到CMOS触发电路上(如图4_2所示)。如图1所示:可控硅Q5与CMOS开关Q9会同时导通。完成上半周期时的对电池充电过程(对C17放电过程)。同样:当计数器U5计数到Q5端有高电平时，通过选通门U6A输出到U4C，U4D输出高电平，通过R16，J7-A (触发电路与图4_1相同)触发可控硅Q3导通。Q3导通会给电容C16充电。然后Q3在进入过零点时会自动关闭。
[0022]在经过正弦波的过零点时，U3A、U3D都会输出低电平，给分电容C4、C6开始充电，由于电容量非常小，这个过程会使U3B、U3E瞬间输出窄脉冲用于给U1、U5进行计数前复位。
[0023]Ul和U5的Q4输出端没有采用，是为充电过程到放电过程留一个缓冲区，以防电源干扰。
[0024]CMOS开关与可控硅触发电路如图4-1、4-2所示:
其中，如图4-1所示的CMOS开关驱动与可控硅触发电路30包括元件:电源接口 J5-B、J12-B、J11-B，光电耦合器 U13、U14，电阻 R54、R55、R56、R57，晶体管 Q16、Q17、Q18，各元件电相连。
[0025]由图3中的J5-A插入图4-1的J5_B插座中。电路中开关信号由J5_B的3脚输入到U13和U14光电耦合器上，可控硅的阳极接在J12-B的第I脚上，阴极接在第3脚上，第2脚接控制极。当光电耦合器U13有信号输入时，光电耦合器开关管导通，Q16也同时导通，来自阳极的电压通过Q16输入到可控硅的控制极上，可控硅即可导通。
[0026]U14为CMOS开关的驱动光电耦合器，当光电耦合器导通时，U14的第8脚和第7脚导通，Q17得到偏压而导通，
+12V电压通过Q17导通而输入到Jll-B第一脚上(该脚外接CMOS开关的栅极上)，CMOS开关导通。当光电耦合器信号结束后，U14的第6、5脚导通，Q18得到偏压而导通，导通结果使CMOS开关的栅极施加了快速关闭的负电压，CMOS将迅速关闭。
[0027]图4-2是调压可控硅Q3、Q12移相触发电路40，所述调压可控硅移相触发电路包括元件:电源接口 J4-B、J13-B，光电耦合器U16，电阻R58、R59、R60、R61，晶体管Q20，各元件电相连。该电路原理与图4-1部分相同。
[0028]如图5所示，所述保护电路50包括元件:电源接口 J3-B、J6_B，集成芯片U8B、U8C、U9D，电阻 R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24，肖特基二极管 D15，电容 C7、C8，各元件电相连。
[0029]电路中U8为电压比较器电路，由R23、R24、C8组成的比较基点电压输入到U8B、U8C、U8D的正门极上，当来自电池组上的采样电压值分级别输入到U8B、U8C、U8D的负门极上，当这个电压值低于U8B正门极电压时，U8B、U8C、U8D都会输出高电平，与J3_B、J6-B相连接的选通门U2A、B、C、D和U6A、B、C、D都会打开。
[0030]当电池组上采样电压值高于U8B正门极电压时，U8B输出低电平，与J3_B、J6_B相连接的选通门U2AD和U6A关闭，调压可控硅Q3或Q12会降低导通角，由选通门U2B和U6B与Ul的Q6和U5的Q6连接(Q5超前于Q6)。同理，电池充满后来自电池采样电压高到达到保护状态后，U8C、U8D相继输出低电平，充电器既停止充电工作。
[0031]如图6所示，所述控制电路电源60包括元件:电源接口 J14-B、J1_B，电源变压器Tl，二级管 D19、D20、D21，电容 C9、C1、Cll、C12、C13、C14、C15，电阻 R29，集成芯片 U10，各元件电相连。
[0032]Tl为一个小型工频变压器，主要用于信号采样和控制电路提供电源。变压器第6、9脚接通市电，次级1、3脚和3、19脚会感应二个12V交流电压，这两个电压分别输入到D19、D20、D21 二极管上进行整流，结果从D19、D20的负极上取得一个全波整流直流电压和一个半波负直流电压(D21负极输出)。这全波整流直流电压经过C9滤波后可得到一个正17V左右的直流电压，然后又经过UlO (三端稳压器)进行稳压后再输出到控制电路上。
[0033]来自D21的负12V电压，也经过C13进行滤波和D22稳压后再输送