本實用新型涉及發(fā)電機技術(shù)領域，具體涉及一種增程控制器控制電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有純電車輛在日常使用中，可能會出現(xiàn)純電里程不足，而充電場地和速度又不能滿足像燃油車添加燃油一樣方便。為了解決日常使用中純電續(xù)航里程不足的問題，在純電驅(qū)動車輛中安裝一臺功率約等于車輛行走驅(qū)動電機額定功率的燃油發(fā)電機組，當電池電量不足時可以啟動內(nèi)燃機發(fā)電，為整車行走電機提供電能，此發(fā)電機組即為增程器，控制該發(fā)電機組工作的控制器即為增程控制器。

現(xiàn)有增程器通常采用內(nèi)燃機(汽油發(fā)動機)帶動永磁發(fā)電機、或少量汽油發(fā)動機帶動AVR勵磁發(fā)電機組合而成。永磁發(fā)電機具有體積小、效率高、功率密度高等優(yōu)點，還方便在電動機和發(fā)電機兩種模式之間切換，但是發(fā)電機模式時不能自動調(diào)節(jié)輸出電壓。AVR勵磁發(fā)電機相比永磁發(fā)電機在體積、功率密度等方面有所不足，更不方便在電動機和發(fā)電機兩種模式之間切換，但是可以用調(diào)壓器調(diào)節(jié)電壓。永磁電機具體應用在啟動過程中磁電機處于電動機模式，從電池獲取電能驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動帶動內(nèi)燃機曲軸旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)內(nèi)燃機自動運行，即啟動內(nèi)燃機；在內(nèi)燃機啟動成功后，內(nèi)燃機曲軸帶動永磁電機轉(zhuǎn)運，把機械能轉(zhuǎn)換成電能，再用二極管組成三相整流橋整流成直流電能輸出。因為永磁電機輸出電壓與繞線參數(shù)、磁場強度和轉(zhuǎn)速相關(guān)，所以增程器應用中只能通過調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速來改變輸出電壓和功率，而二極管整流也不能調(diào)節(jié)輸出電壓和功率，所以目前增程器控制方式無法實現(xiàn)穩(wěn)定電壓和功率輸出。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實用新型提供一種增程控制器控制電路，該控制電路可以對發(fā)電機輸出的直流電壓和電流進行控制，實現(xiàn)穩(wěn)定電壓和功率輸出，實現(xiàn)電池電壓跟蹤和行車驅(qū)動器功率跟蹤。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了如下的技術(shù)方案：

一種增程控制器控制電路，包括中央處理器MCU及與所述中央處理器 MCU分別連接的半控橋式直流電源模塊、永磁電機驅(qū)動模塊、輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊，所述永磁電機驅(qū)動模塊和半控橋式直流電源模塊分別與輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊連接，所述永磁電機驅(qū)動模塊和半控橋式直流電源模塊連接；其中，

所述半控橋式直流電源模塊用于在發(fā)動機運行時，把永磁發(fā)電機輸出的三相交流電，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定可控的直流電能輸出；

所述永磁電機驅(qū)動模塊用于發(fā)動機停機時，從整車電池獲取電能驅(qū)動永磁電機轉(zhuǎn)動，從而讓發(fā)動機啟動，且所述永磁電機驅(qū)動模塊不與半控橋式直流電源模塊同時工作；

所述輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊用于為整個控制電路系統(tǒng)提供電源，并負責吸收所述半控橋式直流電源模塊中可控硅工作時在電機繞圈上產(chǎn)生的尖峰電壓，且將吸收的尖峰電壓能量轉(zhuǎn)移到整個控制電路系統(tǒng)的功率輸出端；

所述中央處理器MCU用于根據(jù)用戶控制信號，控制所述永磁電機驅(qū)動模塊驅(qū)動永磁電機，啟停發(fā)動機，并根據(jù)電池電壓、輸出直流電流和控制信號，控制所述半控橋式直流電源模塊輸出電壓和電流。

進一步，所述半控橋式直流電源模塊包括電流采樣電路、輸出電流控制電路、電壓采樣電路、輸出電壓控制電路、驅(qū)動相位控制電路、可控硅驅(qū)動電路、可控硅半控三相橋和輸出直流濾波電路；其中，所述電流采樣電路用于采樣所述半控橋式直流電源模塊的當前直流輸出電流，并反饋給中央處理器MCU及輸出電流控制電路；所述輸出電流控制電路用于根據(jù)中央處理器MCU提供的電流基準，對比所述當前輸出電流給出電流偏差值；所述電壓采樣電路用于采樣所述半控橋式直流電源模塊的當前輸出直流電壓，并反饋給中央處理器 MCU及輸出電壓控制電路；所述輸出電壓控制電路用于根據(jù)中央處理器MCU 提供的電壓基準，對比所述當前輸出電壓給出電壓偏差值；所述驅(qū)動相位控制電路用于根據(jù)電流偏差值、電壓偏差值和輸入永磁發(fā)電機電壓相位信號，輸出可控硅導通角度相位控制信號；所述可控硅驅(qū)動電路用于根據(jù)可控硅導通角度相位控制信號，為可控硅導通提供驅(qū)動電流；所述可控硅半控三相橋為直流輸出功率承載部分，用于將永磁電機輸出的三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并將可控硅導管工作時在電機繞組上產(chǎn)生的尖峰電壓輸出至所述輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊；所述輸出直流濾波電路用于將所述可控硅半控三相橋輸出的直流電采用削峰填谷的方式把直流紋波濾除到設定范圍內(nèi)，并作為整個控制電路的功率輸出端。

進一步，所述永磁電機驅(qū)動模塊包括驅(qū)動電流檢測電路、電機相位檢測電路、MOS驅(qū)動電路、MOS三相全橋和防電流反流電路；其中，所述驅(qū)動電流檢測電路用于檢測發(fā)動機啟動時電機驅(qū)動部分流過MOS管的電流，并將此電流傳輸至中央處理器MCU采樣，以用于控制啟動時流過MOS管的電流；所述電機相位檢測電路用于采用反電勢方式檢測啟動過程中電機相位信號即定子與轉(zhuǎn)子的相對位置，為中央處理器MCU輸出PWM信號驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動提供位置信號；所述MOS驅(qū)動電路用于根據(jù)中央處理器MCU提供的PWM信號，為所述MOS三相全橋工作提供MOS開關(guān)工作必須的電能；所述MOS三相全橋用于在發(fā)動機未啟動時，使用MOS管根據(jù)所述中央處理器MCU控制磁電機每相繞組上周期變化的電流，驅(qū)動磁電機轉(zhuǎn)動，從而啟動發(fā)動機；所述防電流反流電路用于在MOS三相全橋與外部電池之間限定電流方向。

進一步，所述防電流反流電路包括二極管D35和D14，所述二極管D35 的陽極與MOS三相全橋連接，陰極與所述驅(qū)動電流檢測電路連接，所述二極管D14的陽極與電池正極連接，陰極與所述MOS三相全橋連接。

進一步，所述輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊包括輔助電源單元和尖峰電壓能量處理單元，所述尖峰電壓能量處理單元包括二極管D29、D31和電解電容C61，所述二極管D31的陽極與所述輔助電源單元中變壓器U13的第10 腳連接，陰極與二極管D29的陽極、電解電容C61的正極和電池正極連接，所述二極管D29的陰極與電池正極連接，所述電解電容C61的負極與變壓器 U13的第9腳連接并接地。

進一步，所述中央處理器MCU采用瑞薩公司生產(chǎn)的型號為R7F0C009的微處理器。

進一步，所述增程控制器控制電路還包括與中央處理器MCU和半控橋式直流電源模塊連接的輔助控制電路模塊，所述輔助控制電路模塊用于接收用戶開關(guān)控制信號，通過通信方式與外圍設備交換數(shù)據(jù)，采樣發(fā)動機工作狀態(tài)信號，并驅(qū)動發(fā)動機風門和油門步進電機，讓發(fā)動機穩(wěn)定工作。

進一步，所述輔助控制電路模塊包括溫度采樣電路、轉(zhuǎn)速采樣熄火控制電路、通信電路、輸入控制信號檢測電路、風門步進電機控制電路和油門步進電機控制電路；其中，所述溫度采樣電路用于采集功率器件部分的溫度，并反饋給中央處理器MCU；所述轉(zhuǎn)速采樣熄火控制電路用于采樣發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，控制發(fā)動機熄火；所述通信電路用于與外部組件傳輸數(shù)據(jù)；所述輸入控制信號檢測電路用于對外部開關(guān)信號進行檢測；所述風門步進電機控制電路用于驅(qū)動第一2相4線步進電機；所述油門步進電機控制電路用于驅(qū)動第二2相4線步進電機。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的增程控制器控制電路，可以擺脫輸出電壓對發(fā)電機轉(zhuǎn)速的絕對依耐，在不同的轉(zhuǎn)速下都可以輸出穩(wěn)定、可控的直流電能，可以由MCU自主控制是否允許直流輸出、輸出直流電壓和功率，可以實現(xiàn)增程器輸出對整車電池電壓跟蹤、整車行走電機功率跟蹤，對電池無電壓和電流沖擊，匹配不同車型和發(fā)動機通用性好，既可以和BMS(電池管理系統(tǒng))配合工作、也可以脫離BMS獨立工作，還具有可靠性高、效率高、性價比高、易于推廣等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的增程器整機結(jié)構(gòu)框架圖。

圖2是本實用新型提供的增程控制器控制電路原理圖。

圖3a是本實用新型實施例提供的電流采樣電路的線路圖。

圖3b是本實用新型實施例提供的輸出電流控制電路、電壓采樣電路、輸出電壓控制電路、驅(qū)動相位控制電路和可控硅驅(qū)動電路的線路圖。

圖3c是本實用新型實施例提供的可控硅半控三相橋和輸出直流濾波電路的線路圖。

圖4a是本實用新型實施例提供的驅(qū)動電流檢測電路、MOS驅(qū)動電路、 MOS三相全橋和防電流反流電路的線路圖。

圖4b是本實用新型實施例提供的電機相位檢測電路的線路圖。

圖5是本實用新型實施例提供的可控硅半控三相橋中可控硅工作時電機相線(單相)上的電壓波形變化示意圖。

圖6是本實用新型實施例提供的輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊的線路圖。

圖7是本實用新型實施例提供的中央處理器MCU1的線路圖。

圖8a是本實用新型實施例提供的溫度采樣電路的線路圖。

圖8b是本實用新型實施例提供的轉(zhuǎn)速采樣熄火控制電路的線路圖。

圖8c是本實用新型實施例提供的通信電路的線路圖。

圖8d是本實用新型實施例提供的輸入控制信號檢測電路的線路圖。

圖8e是本實用新型實施例提供的風門和油門步進電機控制電路的線路圖。

圖中，1、中央處理器MCU1；2、半控橋式直流電源模塊；21、電流采樣電路；22、輸出電流控制電路；23、電壓采樣電路；24、輸出電壓控制電路； 25、驅(qū)動相位控制電路；26、可控硅驅(qū)動電路；27、可控硅半控三相橋；28、輸出直流濾波電路；3、永磁電機驅(qū)動模塊；31、驅(qū)動電流檢測電路；32、電機相位檢測電路；33、MOS驅(qū)動電路；34、MOS三相全橋；35、防電流反流電路；4、輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊；5、輔助控制電路模塊；51、溫度采樣電路；52、轉(zhuǎn)速采樣熄火控制電路；53、通信電路；54、輸入控制信號檢測電路；55、風門步進電機控制電路；56、油門步進電機控制電路。

具體實施方式

為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“徑向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

請參考圖1所示，本實用新型提供一種增程控制器控制電路，包括中央處理器MCU1及與所述中央處理器MCU1分別連接的半控橋式直流電源模塊2、永磁電機驅(qū)動模塊3、輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊4，所述永磁電機驅(qū)動模塊3和半控橋式直流電源模塊2分別與輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊 4連接，所述永磁電機驅(qū)動模塊3和半控橋式直流電源模塊2連接，各模塊硬件電路相連接，由中央處理器MCU1統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制各個部分工作；其中，所述半控橋式直流電源模塊2用于在發(fā)動機運行時，把永磁發(fā)電機輸出的三相交流電，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定可控的直流電能輸出；所述永磁電機驅(qū)動模塊3用于發(fā)動機停機時，從整車電池獲取電能驅(qū)動永磁電機轉(zhuǎn)動，從而讓發(fā)動機啟動，且所述永磁電機驅(qū)動模塊3不與半控橋式直流電源模塊2同時工作；所述輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊4用于為整個控制電路系統(tǒng)提供電源，并負責吸收所述半控橋式直流電源模塊2中可控硅工作時在電機繞圈上產(chǎn)生的尖峰電壓，且將吸收的尖峰電壓能量轉(zhuǎn)移到整個控制電路系統(tǒng)的功率輸出端即所述半控橋式直流電源模塊2中輸出端；所述中央處理器MCU1用于根據(jù)用戶控制信號，控制所述永磁電機驅(qū)動模塊3驅(qū)動永磁電機，啟停發(fā)動機，并根據(jù)電池電壓、輸出直流電流和控制信號，控制所述半控橋式直流電源模塊2輸出電壓和電流。具體在圖1中，汽油發(fā)動機為內(nèi)燃機，即通過燃燒方式把汽油、柴油、天燃氣等化學能轉(zhuǎn)換為機械能，在本實用新型系統(tǒng)中的作用為把化學能轉(zhuǎn)換為機械能，帶動永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)動；在啟動發(fā)動機時整車電池組為本系統(tǒng)提供電源，在直流輸出狀態(tài)時整車電池組、驅(qū)動控制器為本實用新型系統(tǒng)負載，其功能是驅(qū)動整車行走；顯示器，控制開關(guān)等為整車上對應本實用新型系統(tǒng)的顯示數(shù)據(jù)輸出、控制信號輸入部件；三相永磁電機由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，有電動機和發(fā)動機兩種工作模式，當有外部機械能帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，則可作為發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)換為電能，當用外部電能驅(qū)動其轉(zhuǎn)動時，則可作為電動機把電能轉(zhuǎn)換為機械能，轉(zhuǎn)子直接與發(fā)動機曲軸相連接，即轉(zhuǎn)子與發(fā)動機曲軸同步轉(zhuǎn)動；當轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)時，組成定子的漆包線繞成的線圈會切割磁感線，從而產(chǎn)生電能，因為轉(zhuǎn)子磁極與定子間相對位置是周期性交替變化的，即線圈輸出是交流電能；當外部對線圈通入電流時，線圈會產(chǎn)生磁場，該磁場與永磁體磁場產(chǎn)生相互吸力或排斥力，從而推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。本實用新型提供的增程控制器控制電路中，所述輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊4除為控制電路提供電源外，還要把所述半控橋式直流電源模塊2產(chǎn)生的尖峰電壓能量轉(zhuǎn)移到功率輸出端，以保證在整個電路工作中不會有元件因為承受高于自身耐壓的電壓而損壞；當要改變輸出電壓和電流值時，改變所述中央處理器MCU1提供的電壓基準值和電流基準值即可改變輸出電壓和電流，即可以對發(fā)電機輸出的直流電壓和電流進行控制，實現(xiàn)穩(wěn)定電壓和功率輸出。

在本實用新型控制電路系統(tǒng)中，所述半控橋式直流電源模塊2工作時，必須是發(fā)動機啟動成功且穩(wěn)定工作后，發(fā)動機曲軸帶動永磁電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，定子線圈切割磁感線產(chǎn)生電能輸出；同時因為永磁電機輸出的是交流電能，且電壓與轉(zhuǎn)速成正比變化，而電池需要的是電壓穩(wěn)定的直流電能，所以必須要將交流電轉(zhuǎn)換為直流電再輸出給電池；具體可利用可控硅與二極管組成的三相半控整流橋，控制電路按中央處理器MCU輸出的電壓、電流基準，根據(jù)采樣電路反饋的當前輸出電壓和電流值，按導通角方式控制可控硅的開通時機，將交流電能轉(zhuǎn)換成脈動的直流電，再用電容濾波將脈動的直流電轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的直流電能。作為具體實施例，請參考圖2所示，所述半控橋式直流電源模塊2包括電流采樣電路21、輸出電流控制電路22、電壓采樣電路23、輸出電壓控制電路24、驅(qū)動相位控制電路25、可控硅驅(qū)動電路26、可控硅半控三相橋27和輸出直流濾波電路28；其中，所述電流采樣電路21用于采樣所述半控橋式直流電源模塊(2)的當前輸出直流電流，并反饋給中央處理器MCU1及輸出電流控制電路22；所述輸出電流控制電路22用于根據(jù)中央處理器MCU1提供的電流基準，對比所述當前輸出電流給出電流偏差值，而所述中央處理器MCU1則根據(jù)當前電池電壓和控制狀態(tài)，通過PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制) 模擬模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出電流基準；與前述電流控制相似，所述電壓采樣電路23 用于采樣所述半控橋式直流電源模塊(2)的當前輸出直流電壓，并反饋給中央處理器MCU1及輸出電壓控制電路24；所述輸出電壓控制電路24用于根據(jù)中央處理器MCU1提供的電壓基準，對比所述當前輸出電壓給出電壓偏差值，而所述中央處理器MCU1則根據(jù)當前電池電壓和控制狀態(tài)，通過PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)模擬模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出電壓基準；所述驅(qū)動相位控制電路25用于根據(jù)電流偏差值、電壓偏差值和輸入永磁發(fā)電機電壓相位信號，輸出可控硅導通角度相位控制信號，并且在永磁電機轉(zhuǎn)速變化和負載變化時，可控硅導通角度由本電路自動調(diào)整，當然本領域技術(shù)人員也可以用中央處理器MCU1根據(jù)永磁電機相位計算出可控硅導通角度信號，直接由中央處理器MCU1輸出該控制信號；所述可控硅驅(qū)動電路26用于根據(jù)可控硅導通角度相位控制信號，為可控硅導通提供驅(qū)動電流、電源和時間信號；所述可控硅半控三相橋27為直流輸出功率承載部分，用于將永磁電機輸出的三相交流電整流成電壓、電流可控制的直流電，并將可控硅導管工作時在電機繞組上產(chǎn)生的尖峰電壓輸出至所述輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊4進行能量轉(zhuǎn)移；所述輸出直流濾波電路28用于將所述可控硅半控三相橋(27)輸出的直流電采用削峰填谷的方式把直流紋波濾除到設定范圍內(nèi)，并作為整個控制電路的功率輸出端，在增程器應用中，該功率輸出端與動力電池、整車行走電機驅(qū)動器直流輸入端相連接。在本具體實施例中，電流和電壓控制信號同時存在，當輸出電流小于設定電流時，以電壓控制為準；當輸出電流大于等于設定電流時，以電流控制為準，且由控制電路系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換。

作為具體實施方式，所述電流采樣電路21、輸出電流控制電路22、電壓采樣電路23、輸出電壓控制電路24、驅(qū)動相位控制電路25、可控硅驅(qū)動電路 26、可控硅半控三相橋27和輸出直流濾波電路28包括的元器件以及每個電路中相關(guān)元器件的具體連接關(guān)系如圖3a～圖3c所示。

在本實用新型控制電路系統(tǒng)中，所述永磁電機驅(qū)動模塊3是一個三相永磁電機方波驅(qū)動器，工作時以反電勢采樣方式檢測永磁電機定子與轉(zhuǎn)子的相對位置，并以三路變化電平信號傳遞到中央處理器MCU1，所述中央處理器MCU1 再根據(jù)電機相位信號輸出3相6路按特定規(guī)律變化的PWM控制MOS管通斷，再從整車電池獲取能源，在永磁電機定子線圈內(nèi)形成周期變化的電流，線圈電流產(chǎn)生磁場與轉(zhuǎn)子永磁體磁場相互作用，推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而將電能轉(zhuǎn)換成機械能驅(qū)動永磁電機轉(zhuǎn)動。作為具體實施例，請參考圖2所示，所述永磁電機驅(qū)動模塊3包括驅(qū)動電流檢測電路31、電機相位檢測電路32、MOS驅(qū)動電路 33、MOS三相全橋34和防電流反流電路35；其中，所述驅(qū)動電流檢測電路 31用于檢測發(fā)動機啟動時電機驅(qū)動部分流過MOS管的電流，并將此電流傳輸至中央處理器MCU1采樣，以用于控制啟動時流過MOS管的電流；所述電機相位檢測電路32用于采用反電勢方式檢測啟動過程中電機相位信號即定子與轉(zhuǎn)子的相對位置，為中央處理器MCU1輸出PWM信號驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動提供位置信號；所述MOS驅(qū)動電路33用于根據(jù)中央處理器MCU1提供的PWM信號，為所述MOS三相全橋34工作提供MOS開關(guān)工作必須的電能即進行功率放大；所述MOS三相全橋34用于在發(fā)動機未啟動時，使用MOS管根據(jù)所述中央處理器MCU1控制磁電機每相繞組上周期變化的電流，驅(qū)動磁電機轉(zhuǎn)動，從而啟動發(fā)動機，其MOS管也可以用IGBT等開關(guān)器件來代替；所述防電流反流電路35用于在MOS三相全橋34與外部電池(主輸出端)之間限定電流方向，即永磁電機處在驅(qū)動電動機模式時，所述MOS三相全橋34可以從電池獲取電能，永磁電機處在發(fā)電機模式時，電流不能通過MOS管的體二極管自然整流輸出到電池，如若沒有所述防電流反流電路35這個部分，則輸出電壓和電流都不能由所述中央處理器MCU1自動控制。

作為具體實施方式，所述驅(qū)動電流檢測電路31、電機相位檢測電路32、 MOS驅(qū)動電路33和MOS三相全橋34包括的元器件以及每個電路中相關(guān)元器件的具體連接關(guān)系如圖4a～圖4b所示。所述防電流反流電路35包括二極管 D35和D14，所述二極管D35的陽極與MOS三相全橋連接，陰極與所述驅(qū)動電流檢測電路連接，用于防止MOS三相全橋下管的體二極管參與整流，所述二極管D14的陽極與電池正極即直流輸出正極連接，陰極與所述MOS三相全橋連接，用于防止限定電流只能從電池流入MOS三相全橋而不能由MOS三相全橋流向電池；采用本實施例中的防電流反流電路結(jié)構(gòu)，限定了直流輸出只能通過可控硅半控三相橋輸出由所述中央處理器MCU1對輸出電壓和電流進行自動控制。

在本實用新型控制電路系統(tǒng)中，所述輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊4 除了為整個控制電路系統(tǒng)提供電源外，還在輔助電源中增加一組電源輸出到所述輸出直流濾波電路28中，并且可以控制該組電源輸出功率，實現(xiàn)把所述可控硅半控三相橋27工作時在電機相線上產(chǎn)生的電壓尖峰脈沖能量吸收掉，防止電機上尖峰電壓過高造成MOS管等電壓敏感型器件因超過安全電壓范圍而損壞，并以直流功率輸出的形式轉(zhuǎn)移到所述半控橋式直流電源模塊2(主電源輸出)上去，而不以傳統(tǒng)的發(fā)熱形式消耗尖峰電壓的能量，從而使得永磁電機相線上的最高電壓在任何時候都不高于設定電壓，進而保護整個電路控制系統(tǒng)處于安全電壓范圍內(nèi)，提高了系統(tǒng)的可靠性。具體地，在可控硅導通工作時，因為永磁電機電感特性，當U相可控硅開通時因為電機內(nèi)電流突變，而電感特性是電流不能突變，則會產(chǎn)生一個反向電動勢來抵消突變電流，即在電機V、 W相上會產(chǎn)生一個尖峰電壓，相同V、W相分別開通時另外兩相同樣也會產(chǎn)生尖峰電壓，且此電壓與突變電流成正比(突變電流值等于輸出電流值)，最大可以達到電機空載電壓的10倍以上，所以必須對這個尖峰電壓作限壓處理，否則會損壞MOS管和可控硅等元件。而要處理尖峰電壓，可以采用RC吸收方式和TVS管吸收等傳統(tǒng)方式；而本控制電路系統(tǒng)采用開關(guān)電源能量轉(zhuǎn)移方式，在永磁電機電壓高于電池電壓后，輔助電源自動從電機相線上獲取電能，并把可控硅導通時產(chǎn)生的尖峰電壓能量通過自然整流到前端電容，再用開關(guān)電源輸出一組略高于電池電壓的電源，并將此組電源輸出到電池(主輸出)上，從而將尖峰電壓的能量轉(zhuǎn)移到整車電池組(功率輸出)部分，具體可控硅工作時電機相線上電壓波形變化情況如圖5所示。

作為具體實施方式，所述輔助電源及尖峰電壓能量處理模塊4包括輔助電源單元和尖峰電壓能量處理單元，由PWM芯片、MOS管、變壓器、二極管、電容電阻等元件組成單管反激式開關(guān)電源，由PWM根據(jù)輔助電源輸出電壓和電流控制占空比變化的PWM，控制以MOS管作為開關(guān)器件開通或關(guān)斷，從而控制變壓器中原邊繞組中電流通斷，從而在變壓器磁芯中產(chǎn)生變化的磁場，再由副邊繞組感應磁芯中的磁場而產(chǎn)生一個交變的電動勢，且該電動勢大小和原邊繞組與副邊繞組的匝比成正比，再用二極管將副邊繞組中的交變電動勢轉(zhuǎn)換成脈動直流，再用電容器濾波成穩(wěn)定的直流電；副邊可以有多個繞組，改變每個繞組的參數(shù)可以得到不同電壓的電源。單管反激式開關(guān)電源是現(xiàn)有非常成熟的應用，其詳細工作原理這里不再累述。所述輔助電源單元和尖峰電壓能量處理單元包括的元器件及各個元器件之間的具體連接關(guān)系如圖6所示；具體地，所述尖峰電壓能量處理單元包括二極管D29、D31和電解電容C61，所述二極管D31的陽極與所述輔助電源單元中變壓器U13的第10腳連接，陰極與二極管D29的陽極、電解電容C61的正極和電池正極連接，所述二極管D29的陰極與電池正極連接，所述電解電容C61的負極與變壓器U13的第9腳連接并接地；其中變壓器U13的9-10腳之間為一個繞組，通過改變此繞組的參數(shù)可以改變此組電源的輸出電壓，通過改變變壓器和開關(guān)器件等的功率容量大小可以改變尖峰電壓能量處理的大小。

在本實用新型控制電路系統(tǒng)中，所述中央處理器MCU1用于根據(jù)用戶控制狀態(tài)控制整個電路系統(tǒng)工作，具體控制包括驅(qū)動永磁電機轉(zhuǎn)動，啟動/熄火發(fā)動機；根據(jù)電池電壓和控制信號，控制所述半控橋式直流電源模塊2輸出電壓和電流；控制步進電機驅(qū)動電路，與外圍設備通信和數(shù)據(jù)處理等。作為具體實施例，請參考圖7所示，所述中央處理器MCU1采用瑞薩公司生產(chǎn)的型號為R7F0C009的微處理器，該型號的芯片處理器具有超低功耗技術(shù)、3段流水線的CISC體系結(jié)構(gòu)、高速高精度內(nèi)部振蕩器最短指令執(zhí)行時間0.04167μs、支持乘除和乘加運算指令、7個16位定時器和1個12位定時器、12通道10 位精度AD轉(zhuǎn)換器、4通道UART通信模塊等特點，由此可以對所述半控橋式直流電源模塊2和永磁電機驅(qū)動模塊3兩個部分進行控制。當然，本領域技術(shù)人員也可以采用兩個或多個所述中央處理器MCU1或其他型號的MCU，來分別對所述半控橋式直流電源模塊2和永磁電機驅(qū)動模塊3進行控制。

作為具體實施例，請參考圖1所示，所述增程控制器控制電路還包括與中央處理器MCU1和半控橋式直流電源模塊2連接的輔助控制電路模塊5，所述輔助控制電路模塊5用于接收用戶開關(guān)控制信號，通過通信方式與外圍設備交換數(shù)據(jù)，采樣發(fā)動機工作狀態(tài)信號如轉(zhuǎn)速和溫度等，并驅(qū)動發(fā)動機風門和油門步進電機，讓發(fā)動機穩(wěn)定工作。作為具體實施方式，請參考圖2所示，所述輔助控制電路模塊5包括溫度采樣電路51、轉(zhuǎn)速采樣熄火控制電路52、通信電路53、輸入控制信號檢測電路54、風門步進電機控制電路55和油門步進電機控制電路56；其中，所述溫度采樣電路51用于采集功率器件部分的溫度，并反饋給中央處理器MCU1，所述功率器件包括MOS管(IGBT)、可控硅、二極管等；所述轉(zhuǎn)速采樣熄火控制電路52用于采樣發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，控制發(fā)動機熄火；所述通信電路53用于與外部組件傳輸數(shù)據(jù)，支持RS232和CAN通信；所述輸入控制信號檢測電路54用于對外部開關(guān)信號進行檢測，如手動啟停、模式選擇等開關(guān)信號；所述風門步進電機控制電路55用于驅(qū)動第一2相 4線步進電機；所述油門步進電機控制電路用56于驅(qū)動第二2相4線步進電機。在本實施例中，通過所述中央處理器MCU1采樣溫度、控制風門和油門步進電機等，由此可以讓發(fā)動機平穩(wěn)啟動和工作。

作為具體實施方式，所述溫度采樣電路51、轉(zhuǎn)速采樣熄火控制電路、通信電路53、輸入控制信號檢測電路54、風門步進電機控制電路55和油門步進電機控制電路用56包括的元器件以及每個電路中相關(guān)元器件的具體連接關(guān)系如圖8a～圖8e所示。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的增程控制器控制電路，解決了現(xiàn)有增程器無法自由控制輸出電壓和功率、無法對電池電壓跟隨和整車行走電機功率跟蹤的問題，實現(xiàn)了增程器輸出電壓和功率不直接和發(fā)動機轉(zhuǎn)速相關(guān)，可以根據(jù)電池電量和整車行走電機功率調(diào)節(jié)輸出電壓和功率。配合相應的控制策略，可以匹配BMS協(xié)同工作、也可以獨立工作實現(xiàn)電池電壓跟隨和整車行走電機功率跟蹤。因為可以實現(xiàn)電壓精度控制，在增程器應用中可以比現(xiàn)有技術(shù)更好的保護電池不受電壓過壓、大電流充電等損傷，可以大幅提高電池使用壽命；因為可以對整車行走電機功率跟蹤，不會出現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的增程器在不同工況下增程器輸出功率和整車行走電機功率不匹配的情況，可以獲得更好的用戶體驗。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。