一种基于DSC的电动汽车直流充电电源系统的制作方法

文档序号:11993021阅读:394来源:国知局

本实用新型广泛用于新能源行业,特别涉及一种基于DSC的电动汽车直流充电电源系统。



背景技术:

现有技术中的电动汽车直流充电电源系统,因为开关管导通留下死区时间产生电流电压叠加损耗,严重抑制开关频率的提高,影响快速稳定充电的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足,提供一种基于 DSC 的高频软开关控制方式的电动汽车直流供电电源系统,实现开关管的零电压状态开关,开关功率损耗小,开关频率高,有效抑制电磁干扰的产生,使供电快速稳定。

为解决上述技术问题,本实用新型涉及一种基于DSC的电动汽车直流充电电源系统,包括工频交流输入电网、主电路、控制电路和电池负载;所述主电路包括依次电气连接的输入整流滤波模块、高频逆变模块、功率变压模块和输出整流滤波模块,所述输入整流滤波模块与工频交流输入电网相连接,所述输出整流滤波模块电池负载相连接;所述控制电路包括故障保护模块、电流电压采样及信号处理模块、DSC 数字化控制模块和高频驱动模块; 所述故障保护模块输入端连接工频交流输入电网,输出端连接DSC数字化控制模块,所述DSC 数字化控制模块输入连接故障保护模块,输出端连接电流电压采样及信号处理模块,所述电流电压采样及信号处理模块输入端连接负载电池,输出端连接DSC数字化控制模块,所述高频驱动模块的输入端连接DSC数字化控制模块,输出端连接高频逆变模块;所述主电路采用电压型全桥移相软开关变换器,包括若干MOSFET 开关管。

优选方案中,DSC 数字化控制模块内部包括 A/D转换电路和数字信号控制器,DSC 数字化控制模块通过A/D转换电路将采集到的电流和电压信号送到数字信号控制器中,数字信号控制器通过对主电路的电流和电压进行闭环控制,产生需要的移相 PWM 波形,经高频驱动模块来控制MOSFET 开关管的导通和关断时间,从而控制电流和电压。

优选方案中,所述电流电压采样及信号处理模块采集系统电流和电压信号,然后通过DSC数字化控制模块控制系统的电流和电压。

优选方案中,所述故障保护模块包括电压检测装置、温度继电器和霍尔电流传感器。电压检测装置用于检测工频交流输入电压,温度继电器用于检测过温信号,霍尔电流传感器用于检测初级过流信号。故障保护模块还连接有过压、欠压、过流和过温保护电路,检测单相工频电压、初级电流和散热器温度,把检测到的电压、电流和温度信号送给故障保护模块,如出现过压、欠压、过流和过温的现象,故障保护模块将送给数字信号控制器一个低电平故障保护信号,数字信号控制器产生低电平 PWM 通过高频驱动模块关断高频逆变模块的开关管,以保护主电路。

本实用新型的有益效果为:本发明采用大功率全桥变换器来获得大功率的输出,从而使充电系统的输出功率大,重量轻,体积小;还采用了电流电压反馈的数字化控制技术,利用DSC数字信号控制技术和开关电源充电,使系统的动态特性优良、控制精度高,系统稳定,充电时安全性高,可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型直流充电电源系统的整体结构框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。需要说明的是,附图仅为示例性说明,并未按照严格比例绘制,而且其中可能有为描述便利而进行的局部放大、缩小,对于公知部分结构亦可能有一定缺省;下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参见图1,本实用新型涉及一种基于DSC的电动汽车直流充电电源系统,包括工频交流输入电网、主电路、控制电路和电池负载;主电路包括依次电气连接的输入整流滤波模块、高频逆变模块、功率变压模块和输出整流滤波模块,输入整流滤波模块与工频交流输入电网相连接,输出整流滤波模块电池负载相连接;控制电路包括故障保护模块、电流电压采样及信号处理模块、DSC 数字化控制模块和高频驱动模块; 故障保护模块输入端连接工频交流输入电网,输出端连接DSC数字化控制模块,DSC 数字化控制模块输入连接故障保护模块,输出端连接电流电压采样及信号处理模块,电流电压采样及信号处理模块输入端连接负载电池,输出端连接DSC数字化控制模块,高频驱动模块的输入端连接DSC数字化控制模块,输出端连接高频逆变模块。

主电路采用电压型全桥移相软开关变换器,包括若干MOSFET 开关管。DSC数字化控制模块由数字信号处理器及其外围电路组成,数字信号处理器采用 dsPIC33FJ32MC204芯片,调节主电路的电流和电压输出。

故障保护模块包括电压检测装置、温度继电器和霍尔电流传感器。电压检测装置用于检测工频交流输入电压,温度继电器用于检测过温信号,霍尔电流传感器用于检测初级过流信号。故障保护模块还连接有过压、欠压、过流和过温保护电路,检测单相工频电压、初级电流和散热器温度,把检测到的电压、电流和温度信号送给故障保护模块,如出现过压、欠压、过流和过温的现象,故障保护模块将送给数字信号控制器一个低电平故障保护信号,数字信号控制器产生低电平 PWM 通过高频驱动模块关断高频逆变模块的开关管,以保护主电路。

电流电压采样及信号处理模块为电流电压传感器,与电动汽车电池相连接, DSC 数字化控制模块通过 A/D 转换,将采集到的电流和电压信号送到数字信号控制器中,数字信号控制器通过 PI 算法对电源主电路的电流和电压进行闭环控制,产生需要的移相 PWM 波形,经高频驱动模块控制功率器件 MOSFET 开关管的导通和关断时间,以达到控制电流和电压的目的,实现数字化控制。

以上是本实用新型的较佳实施方式,但本实用新型的保护范围不限于此。任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内,未经创造性劳动想到的变换或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型的保护范围应以权利要求所限定的保护范围为准。

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