電流檢測電路控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了電流檢測電路控制系統(tǒng)，檢測主電路上電感的電流，包括：CPLD控制電路，采集輸入主電路的電壓的輸入波形，判斷波形的方向，以方向信號的方式輸出，且CPLD控制電路生成主電路上電感的電流正弦包絡(luò)；電流檢測電路，檢測待測電感上的電流值；電流環(huán)控制電路，根據(jù)方向信號、正弦包絡(luò)和電感上的電流值發(fā)出控制主電路中的開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)的信號；其中，不同的方向信號對應(yīng)不同的開關(guān)管操控，且將電流正弦包絡(luò)與電流檢測電路檢測到的電流值進(jìn)行比較，來形成控制主電路中開關(guān)管的開關(guān)信號，CPLD控制電路控制主電路中開關(guān)管的開關(guān)操作。本實(shí)用新型的電流檢測電路的控制系統(tǒng)，可以使PFC的效率在97.5％以上，在輸出功率為2.2KW時達(dá)到98％。
【專利說明】電流檢測電路控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動汽車車載充電機(jī)電流檢測電路的控制系統(tǒng)，特別是電流檢測的改進(jìn)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在開關(guān)電源領(lǐng)域，電流檢測電路是一個不可缺少的電路裝置，但傳統(tǒng)的電流檢電路存在著增加額外功耗和檢測精度太低的缺點(diǎn)，避免了傳統(tǒng)電流檢測技術(shù)中增加額外功耗和檢測精度太低的缺點(diǎn)，能即時、快速地檢測流過電感的電流，構(gòu)成電流反饋回路，實(shí)現(xiàn)反饋回路的控制，可有效地進(jìn)行開關(guān)控制和過流保護(hù)電流檢測電路。
[0003]目前需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個技術(shù)問題就是:如何能夠創(chuàng)新地提出一種電流檢測電路的控制裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，有效的實(shí)現(xiàn)低功耗高精度的電流檢測電路的控制裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于提高充電器功率的電流檢測電路，其能夠幫助提高功率因數(shù)，還可以設(shè)計為能夠通過三極管放大自動驅(qū)動檢測電路上的開關(guān)管(可以是MOS開關(guān)管)。
[0005]本發(fā)明提供一種車載充電機(jī)電流檢測電路的控制裝置，該裝置包括:CPLD控制電路:主要是通過采集輸入波形，并判斷其波形的方向，得出方向信號。
[0006]若是正半周，方向信號PFC_U_IN?_SIGN為低電平，經(jīng)過三極管的驅(qū)動后，U_IN?_SIGN為低電平，/U_IN?_SIGN為高電平，T5開通；
[0007]同樣負(fù)半周時，方向信號PFC_U_IN?_SIGN為高電平，經(jīng)過三極管的驅(qū)動后，U_IN?_SIGN為高電平，/U_IN?_SIGN為低電平，T3開通；
[0008]進(jìn)一步的，采用復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD形成正弦包絡(luò)波，復(fù)雜的CPLD形成正弦包絡(luò)，同檢測到的電流進(jìn)行比較，得出開關(guān)管的關(guān)閉信號PFC_CUR_1_HIGH。
[0009]具體而言，本發(fā)明提供一種電流檢測電路控制系統(tǒng)，其檢測主電路上電感的電流，以根據(jù)檢測結(jié)果控制主電路上的開關(guān)管，其中，所述控制系統(tǒng)包括:
[0010]CPLD控制電路，其采集輸入主電路的電壓的輸入波形，判斷波形的方向，并將判斷結(jié)果以方向信號的方式輸出，且CPLD控制電路生成主電路上電感的電流正弦包絡(luò)；
[0011 ] 電流檢測電路，其檢測待測電感上的電流值；
[0012]電流環(huán)控制電路，其根據(jù)方向信號、正弦包絡(luò)和電感上的電流值發(fā)出控制主電路中的開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)的信號；
[0013]其中，不同的方向信號對應(yīng)不同的開關(guān)管操控，且將所述電流正弦包絡(luò)與電流檢測電路檢測到的電流值進(jìn)行比較，來形成控制主電路中開關(guān)管的開關(guān)信號，CPLD控制電路控制主電路中開關(guān)管的開關(guān)操作。
[0014]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，當(dāng)電流檢測電路檢測到的電流值到達(dá)電流正弦包絡(luò)時，通過操作開關(guān)管切斷通過待測電感的電流，而由待測電感釋放電能；當(dāng)電流檢測電路檢測到的電流值下降到零值時，通過操作開關(guān)管接通通過待測電感的電流，而使待測電感蓄電。
[0015]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，CPLD控制電路輸出的方向信號的高電平為3.3V。
[0016]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，電流檢測電路利用三極管放大所述方向信號的高電平，使得方向信號的高電平驅(qū)動電流檢測電路中的開關(guān)管完全導(dǎo)通。
[0017]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，所述電流環(huán)控制電路將CPLD輸出控制電路的50Hz的方向信號的3.3V高電平經(jīng)過兩個三極管放大后，變?yōu)?V高電平，再利用5V高電平驅(qū)動電流檢測電路中的開關(guān)管，使得開關(guān)管完全導(dǎo)通。
[0018]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，所述兩個三級管為NPN型三極管，其中第一三極管的基極與第二三極管的集電極連接，而兩個三極管的基極連接在一起并與負(fù)方向信號連接，與正方向信號通過第一開關(guān)管連接；兩個三極管的基極連接在一起接地。
[0019]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，電流檢測電路檢測到的電流經(jīng)5歐電阻后，變成電壓量送至比較器的第4腳，CPLD控制電路生成的正弦包絡(luò)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入到比較器的第3腳，兩者進(jìn)行比較，以判斷檢測到的電流已經(jīng)達(dá)到包絡(luò)信號。
[0020]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，PLD控制電路將電壓的輸入經(jīng)過半波整流的波形，提升1/4的峰值。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于提供一種車載充電機(jī)電流檢測的改進(jìn)電路，以解決之前電路中的MOS管不完全導(dǎo)通，而導(dǎo)致檢測到的輸入電流正負(fù)半周波形不對稱，從而引起功率因數(shù)的降低。并且電流檢測電路中的開關(guān)管可以通過外輸5v電壓來實(shí)現(xiàn)開關(guān)，也可以通過自身放大電路將信號電壓增加來實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的開關(guān)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明電流檢測電路示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明改進(jìn)的電流檢測電路示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明電流檢測電路控制系統(tǒng)的控制流程圖；
[0025]圖4為本發(fā)明CPLD控制電路和電流環(huán)控制電路圖；
[0026]圖5為本發(fā)明應(yīng)用于充電器時的不同功率的效率圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明車載充電機(jī)電流檢測電路的控制裝置的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]圖1為本發(fā)明所采用電流檢測電路裝置。
[0030]由圖1-圖4所示，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0031]如圖4所示，CPLD控制電路:主要是通過采集輸入波形，并判斷其波形的方向，得出方向信號。
[0032]如圖1和圖2所示，電流檢測電路:檢測流過電感上的電流；
[0033]如圖3所示，電流環(huán)控制電路:用CPLD形成正弦包絡(luò)與檢測到的電流進(jìn)行比較，來形成主電路開關(guān)管的關(guān)閉信號。
[0034]復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD通過A/D采集電路將輸入的交流正弦波轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并判斷其波形方向，并對此進(jìn)行處理形成輸入的包絡(luò)波的PWM。
[0035]具體的處理流程為(如圖3所示):
[0036]CPLD對采集到的輸入波形的數(shù)字量對其最高位進(jìn)行判斷，若為O的話則為正半周，若為I的話則為負(fù)半周。如為正半周時，其數(shù)字量保持一致，若為負(fù)半周時，則其數(shù)字量取反加I，也就是將負(fù)半周波形翻轉(zhuǎn)成正半周波形。由于在正負(fù)半周交替時，輸入波形有零點(diǎn)及接近零點(diǎn)的地方，為了避開這個區(qū)域，使得輸入電流波形更好的跟隨輸入電壓波形，因此，將經(jīng)過半波整流的波形，提升一個基準(zhǔn)，具體操作是CPLD要計算輸入波形的峰值，將半波包絡(luò)加上一個1/4的峰值，即可將半波包絡(luò)提升，再乘上一個閉環(huán)的PI調(diào)節(jié)值，并將此包絡(luò)波轉(zhuǎn)化成PWM波。以便輸入到后級電路如圖4。
[0037]因為本發(fā)明的電流檢測電路裝置如圖1，電流檢測電路的改進(jìn)裝置如圖2，具體實(shí)施如下:
[0038]當(dāng)正半周時，PFC_U_IN?_SIGN為低電平(OV)，經(jīng)三極管T7，T6驅(qū)動后，即U_IN?_SIGN為低電平(0V)，/U_IN?_SIGN為高電平(5V)，T3、T4關(guān)閉，T5導(dǎo)通，由于PFC_CUR_1與PFC_CUR_1_RTN之間有一個5歐的電阻(圖4為4個20歐電阻并聯(lián))。電流從TFlB的2端到Dll經(jīng)過T5到PFC_CUR_1經(jīng)5歐的電阻再到D9，最后回到TFlB的4端，采集到的電流經(jīng)5歐電阻后，變成電壓量送至比較器UlO的第4腳，上面提及的PWM波進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入到比較器UlO的第3腳，兩者進(jìn)行比較，當(dāng)PFC_CUR_1_HIGH從高低跳變時，就說明測量值電流已經(jīng)達(dá)到包絡(luò)信號，即關(guān)閉相應(yīng)MOS管。
[0039]同理負(fù)半周時，PFC_U_IN?_SIGN為高電平(3.3V)，經(jīng)三極管T7，T6驅(qū)動后，即U_IN?_SIGN為高電平(5V)，/U_IN?_SIGN為低落電平(OV)，T3、T4導(dǎo)通，T5關(guān)閉。電流從TFlB的4端經(jīng)過D6到T3再到PFC_CUR_1，經(jīng)5歐的電阻和DlO回到TFlB的2端，采集到的電流經(jīng)5歐電阻，轉(zhuǎn)換成電壓量進(jìn)入比較器UlO的第4腳，上述提及的PWM波經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后，進(jìn)入到比較器UlO第3腳，兩者進(jìn)行比較，當(dāng)PFC_CUR_1_HIGH從高向低跳變時，就說明測量值電流已經(jīng)達(dá)到包絡(luò)信號，即關(guān)閉MOS管。
[0040]如圖5所示，本發(fā)明車載充電機(jī)電流檢測電路的控制裝置，可以使PFC的效率在97.5%以上，在輸出功率為2.2KW時達(dá)到98%，具體可見充電機(jī)的效率圖5。
[0041]本發(fā)明提供一種車載充電機(jī)電流檢測電路的控制裝置，該裝置包括:CPLD控制電路:主要是通過采集輸入波形，并判斷其波形的方向，得出方向信號。
[0042]若是正半周，方向信號PFC_U_IN?_SIGN為低電平，經(jīng)過三極管的驅(qū)動后，U_IN?_SIGN為低電平，/U_IN?_SIGN為高電平，T5開通；
[0043]同樣負(fù)半周時，方向信號PFC_U_IN?_SIGN為高電平，經(jīng)過三極管的驅(qū)動后，U_IN?_SIGN為高電平，/U_IN?_SIGN為低電平，T3開通；
[0044]進(jìn)一步的，采用復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD形成正弦包絡(luò)波，復(fù)雜的CPLD形成正弦包絡(luò)，同檢測到的電流進(jìn)行比較，得出開關(guān)管的關(guān)閉信號PFC_CUR_1_HIGH。[0045]具體而言，本發(fā)明提供一種電流檢測電路控制系統(tǒng)，其檢測主電路上電感的電流，以根據(jù)檢測結(jié)果控制主電路上的開關(guān)管，其中，所述控制系統(tǒng)包括:
[0046]CPLD控制電路，其采集輸入主電路的電壓的輸入波形，判斷波形的方向，并將判斷結(jié)果以方向信號的方式輸出，且CPLD控制電路生成主電路上電感的電流正弦包絡(luò)；
[0047]電流檢測電路，其檢測待測電感上的電流值；
[0048]電流環(huán)控制電路，其根據(jù)方向信號、正弦包絡(luò)和電感上的電流值發(fā)出控制主電路中的開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)的信號；
[0049]其中，不同的方向信號對應(yīng)不同的開關(guān)管操控，且將所述電流正弦包絡(luò)與電流檢測電路檢測到的電流值進(jìn)行比較，來形成控制主電路中開關(guān)管的開關(guān)信號，CPLD控制電路控制主電路中開關(guān)管的開關(guān)操作。
[0050]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，當(dāng)電流檢測電路檢測到的電流值到達(dá)電流正弦包絡(luò)時，通過操作開關(guān)管切斷通過待測電感的電流，而由待測電感釋放電能；當(dāng)電流檢測電路檢測到的電流值下降到零值時，通過操作開關(guān)管接通通過待測電感的電流，而使待測電感蓄電。
[0051]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，CPLD控制電路輸出的方向信號的高電平為3.3V。
[0052]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，電流檢測電路利用三極管放大所述方向信號的高電平，使得方向信號的高電平驅(qū)動電流檢測電路中的開關(guān)管完全導(dǎo)通。
[0053]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，所述電流環(huán)控制電路將CPLD輸出控制電路的50Hz的方向信號的3.3V高電平經(jīng)過兩個三極管放大后，變?yōu)?V高電平，再利用5V高電平驅(qū)動電流檢測電路中的開關(guān)管，使得開關(guān)管完全導(dǎo)通。
[0054]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，所述兩個三級管為NPN型三極管，其中第一三極管的基極與第二三極管的集電極連接，而兩個三極管的基極連接在一起并與負(fù)方向信號連接，與正方向信號通過第一開關(guān)管連接；兩個三極管的基極連接在一起接地。
[0055]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，電流檢測電路檢測到的電流經(jīng)5歐電阻后，變成電壓量送至比較器的第4腳，CPLD控制電路生成的正弦包絡(luò)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入到比較器的第3腳，兩者進(jìn)行比較，以判斷檢測到的電流已經(jīng)達(dá)到包絡(luò)信號。
[0056]優(yōu)選的是，所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)中，PLD控制電路將電壓的輸入經(jīng)過半波整流的波形，提升1/4的峰值。
[0057]本發(fā)明所采用軟件控制方法以及相應(yīng)的硬件電路裝置可使車載充電機(jī)功率因數(shù)電路的效率達(dá)到98%。
[0058]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，很顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種電流檢測電路控制系統(tǒng),其檢測主電路上電感的電流,其中，所述控制系統(tǒng)包括: CPLD控制電路，其與主電路連接，并采集輸入主電路的電壓的輸入波形，判斷波形的方向，并將判斷結(jié)果以方向信號的方式輸出，且CPLD控制電路生成主電路上電感的電流正弦包絡(luò)； 電流檢測電路,其檢測主電路上待測電感上的電流值； 電流環(huán)控制電路，其根據(jù)方向信號、正弦包絡(luò)和電感上的電流值發(fā)出控制主電路中的開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)的信號； 其中，CPLD控制電路根據(jù)待檢測電感上的電流值控制主電路中開關(guān)管的開關(guān)操作。
2.如權(quán)利要求1所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)，其中，CPLD控制電路輸出的方向信號的高電平為3.3V。
3.如權(quán)利要求2所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)，其中，電流檢測電路利用三極管放大所述方向信號的高電平，使得方向信號的高電平驅(qū)動電流檢測電路中的開關(guān)管完全導(dǎo)通。
4.如權(quán)利要求2所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)，其中，所述電流環(huán)控制電路將CPLD輸出控制電路的50Hz的方向信號的3.3V高電平經(jīng)過兩個三極管放大后，變?yōu)?V高電平，再利用5V高電平驅(qū)動電流檢測電路中的開關(guān)管，使得開關(guān)管完全導(dǎo)通。
5.如權(quán)利要求4所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)，其中，所述兩個三級管為NPN型三極管，其中第一三極管的基極與第二三極管的集電極連接，而兩個三極管的基極連接在一起并與負(fù)方向信號連接，與正方向信號通過第一開關(guān)管連接；兩個三極管的基極連接在一起接地。
6.如權(quán)利要求2所述的電流檢測電路控制系統(tǒng),其中，電流檢測電路檢測到的電流經(jīng)5歐電阻后，變成電壓量送至比較器的第4腳，CPLD控制電路生成的正弦包絡(luò)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入到比較器的第3腳，兩者進(jìn)行比較，以判斷檢測到的電流已經(jīng)達(dá)到包絡(luò)信號。
7.如權(quán)利要求6所述的電流檢測電路控制系統(tǒng)，其中，PLD控制電路將電壓的輸入經(jīng)過半波整流的波形，提升1/4的峰值。
【文檔編號】G05B19/04GK203455644SQ201320604785
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】陳娟, 方波 申請人:蘇州舜唐新能源電控設(shè)備有限公司