專利名稱：電動車用大功率恒流充放電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動車供電技術，特別提供了一種電動車用大功率恒流充放電裝置。
電動車用蓄電池為大容量NiMH電池，電動車行車實驗時為確定一次充電續(xù)駛里程，每次實驗時要將電池按規(guī)定的放電制(10h放電率)放電直至規(guī)定的終止電壓，然后按照規(guī)定的充電制(10h充電率)和充電時間充電直至額定電池容量，這樣每次試驗的結果才有可比性，因此需要研制一種大功率的恒流沖放電設備。
本實用新型的目的在于提供一種電動車用大功率恒流充放電裝置，其體積小、重量輕、功率大、使用方便、工作穩(wěn)定。
本實用新型提供了一種電動車用大功率恒流充放電裝置，由恒流充電裝置電路、恒流放電裝置主電路和恒流放電裝置控制電路組成，其中所述裝置采用脈寬調(diào)制型開關電源集成控制器TL494作為控制核心，其內(nèi)部為一個誤差放大器構成電流調(diào)節(jié)器，利用其死區(qū)時間控制控功能來調(diào)節(jié)脈沖的寬度，達到電壓調(diào)節(jié)的目的；其輸出脈沖直接加到逆變器功率器件的驅動電路上，構成恒流放電控制電路；其輸出脈沖經(jīng)低通濾波器濾波后，加到整流電路的控制端，構成恒流充電控制電路。
具體電路為恒流充電電路前面為交流220V聯(lián)接可控硅整流模塊，其輸出經(jīng)低頻濾波與鎳氫電池聯(lián)接，整流模塊輸入端與控制電路聯(lián)接，在輸出端上跨接霍爾電壓互感器并串聯(lián)霍爾電流互感器。
恒流充電控制電路由開關電源集成控制器TL494及輔助電路構成，霍爾電流互感器的輸出電流信號經(jīng)運算放大器LM324放大后加到TL494誤差放大器A1的同相端相接，形成電流反饋信號，TL494的輸出經(jīng)低通濾波器濾波后的再輸出的直流信號加到集成移相調(diào)控晶閘管整流模塊的控制端(如

圖1所示)，霍爾電壓互感器輸出經(jīng)放大器LM339聯(lián)接晶體三極管，輸出端與整流模塊控制端相接。
恒流放電電路其電路結構由功率晶體管及相應的控制電路構成脈寬調(diào)制型逆變器，鎳氫電池聯(lián)接變壓器原端，變壓器付端輸出串接功率晶體管V1與電阻負載并接，變壓器輸入端并接霍爾電壓互感器，輸出端串接霍爾電流互感器，互感器輸出與控制電路相接，控制電路輸出端與功率晶體管控制端相接，在功率晶體管V1兩端和電阻負載兩端分別加有保護電路(如圖2所示)。
恒流放電控制電路控制電路與充電電路相類似，不同的是TL494的輸出端直接加到功率晶體管集成驅動電路M57962上，由M57962驅動工作。
本實用新型的優(yōu)點電路結構體積小、重量輕、功率大、使用方便、工作穩(wěn)定的優(yōu)點?？梢赃_到的性能指標為充電電壓0～300V；充放電電流0～50A。
本實用新型詳細結構由以下實施例及附圖給出。
圖1為恒流充電裝置電路圖圖2為恒流放電裝置主電路圖圖3為恒流放電裝置PWM控制電路主電路結構及工作原理(如圖1所示)220V交流電經(jīng)集成移相調(diào)控晶閘管整流模塊變成脈動直流電，經(jīng)大容量電解電容C濾波后變成平滑的直流電，通過保護二極管D加到待充電的鎳氫電池兩端?；魻栯妷夯ジ衅骱突魻栯娐坊ジ衅鞣謩e檢測充電回路的電壓和電流信號，其輸出作為控制電路的反饋信號。
恒流控制電路由開關電源集成控制器TL494及輔助電路構成。
霍爾電流互感器的輸出信號經(jīng)運算放大器LM324放大后加到TL494誤差放大器A1的同相端1腳，形成電流反饋信號，TL494的14腳輸出的5V基準電壓經(jīng)R8、POT3分壓后，經(jīng)電阻R4加到2腳(即誤差放大器A1的反相端)，以提供比較的參考電壓。2腳、3腳之間的電阻R5和電容C2構成比例-積分(PI)調(diào)節(jié)器。5腳、6腳接定時元件(電容C3和電阻R6)，以構成固定的控制電路振蕩頻率(f=1.1/Rt*Ct)。其13腳接地，形成單端輸出。通過調(diào)節(jié)電位器POT4，調(diào)節(jié)TL494的4腳端電壓，利用其死區(qū)時間控制控功能來調(diào)節(jié)控制電路信號的脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)其輸出平均電壓。電阻R10和電容C4構成低通濾波器，其輸出的控制電路脈沖平均電壓加到集成移相調(diào)控晶閘管模塊的控制端。
運放LM339構成終止電壓檢測電路。霍爾電壓互感器的輸出信號經(jīng)電位器POT6分壓后加到運放的同相端5腳，其反相端4腳接設定比較電壓，運放的輸出端2腳輸出信號經(jīng)三極管T放大后控制集成移相調(diào)控晶閘管模塊的輸入。充電終止時，比較器翻轉，模塊的輸入信號為零，停止充電。
圖2恒流放電裝置主電路待放電電池經(jīng)過電抗器、電容C濾波后加到由功率晶體管及相應的控制電路構成的脈寬調(diào)制型逆變器上。功率晶體管V1選用SIEMENS的BSM75GB170DN2，其額定電流為75A。Rs、Cs、Ds為浪涌電壓吸收電路，抑制IGBT和續(xù)流二極管D上的開關浪涌電壓。Rs、Cs為無感電阻和無感電容，Ds為快恢復型二極管。D為續(xù)流二極管，在功率器件截止過程中，負載的自感電動勢使續(xù)流二極管正向導通，給負載電流提供一個續(xù)流回路，同時將功率晶體管端電壓鉗位于電源電壓Us。電抗器可以穩(wěn)定鎳氫電池放電電流，反過來，可以抑制逆變器的高頻脈沖反饋到電池兩端，起高頻濾波的作用。提供負載短路保護?；魻栯娏骰ジ衅鳛榭刂齐娐诽峁╇娏餍盘?。霍爾電流互感器檢測電流信號，由控制電路調(diào)整脈沖寬度，實現(xiàn)恒流放電?；魻栯妷夯ジ衅鳈z測電池端電壓，控制放電終止電壓。
圖3恒流放電裝置PWM控制電路控制原理跟充電電路相類似，不同的是TL494的輸出端⑨腳經(jīng)過限流電阻R16直接加到功率晶體管集成驅動電路M57962L上，由M57962L驅動功率晶體管工作。當放電電壓達到設定的終止電壓時，比較器LM358翻轉，其輸出通過三極管T控制M57962L停止工作，放電過程結束。
權利要求1.一種電動車用大功率恒流充放電裝置，其特征在于該裝置由恒流充電裝置電路、恒流放電裝置主電路和恒流放電裝置控制電路組成，其中所述裝置采用脈寬調(diào)制型開關電源集成控制器TL494作為控制核心，其內(nèi)部為一個誤差放大器構成電流調(diào)節(jié)器，利用其死區(qū)時間控制控功能來調(diào)節(jié)脈沖的寬度，達到電壓調(diào)節(jié)的目的；其輸出脈沖直接加到逆變器功率器件的驅動電路上，構成恒流放電控制電路；其輸出脈沖經(jīng)低通濾波器濾波后，加到整流電路的控制端，構成恒流充電控制電路。
2.按照權利要求1所述充放電裝置，其特征在于恒流充電電路，前面為交流220V聯(lián)接可控硅整流模塊，其輸出經(jīng)低頻濾波與鎳氫電池聯(lián)接，整流模塊輸入端與控制電路聯(lián)接，在輸出端上跨接霍爾電壓互感器并串聯(lián)霍爾電流互感器。
3.按照權利要求1所述充放電裝置，其特征在于恒流充電控制電路，由開關電源集成控制器TL494及輔助電路構成，霍爾電流互感器的輸出電流信號經(jīng)運算放大器LM324放大后加到TL494誤差放大器A1的同相端相接，形成電流反饋信號，TL494的輸出經(jīng)低通濾波器濾波后的再輸出的直流信號加到集成移相調(diào)控晶閘管整流模塊的控制端霍爾電壓互感器輸出經(jīng)放大器LM339聯(lián)接晶體三極管，輸出端與整流模塊控制端相接。
4．按照權利要求1所述充放電裝置，其特征在于恒流放電電路，其電路結構由功率晶體管及相應的控制電路構成脈寬調(diào)制型逆變器，鎳氫電池聯(lián)接變壓器原端，變壓器付端輸出串接功率晶體管V1與電阻負載并接，變壓器輸入端并接霍爾電壓互感器，輸出端串接霍爾電流互感器，互感器輸出與控制電路相接，控制電路輸出端與功率晶體管控制端相接，在功率晶體管V1兩端和電阻負載兩端分別加有保護電路。
5．按照權利要求1所述充放電裝置，其特征在于恒流放電控制電路，控制電路與充電電路相類似，不同的是TL494的輸出端直接加到功率晶體管集成驅動電路M57962上，由M57962驅動工作。
專利摘要一種電動車用大功率恒流充放電裝置,由恒流充電裝置電路、恒流放電裝置主電路和恒流放電裝置PWM控制電路組成。采用脈寬調(diào)制型開關電源集成控制器(TL494)作為控制核心,利用其內(nèi)部的一個誤差放大器構成電流調(diào)節(jié)器,利用其死區(qū)時間控制控功能來調(diào)節(jié)脈沖的寬度,達到電壓調(diào)節(jié)的目的。其輸出脈沖經(jīng)低通濾波器濾波后,加到整流電路的控制端,構成恒流充電控制電路。本裝置體積小、重量輕、功率大、使用方便、工作穩(wěn)定。
文檔編號H02J7/10GK2464001SQ0025352
公開日2001年12月5日 申請日期2000年12月21日 優(yōu)先權日2000年12月21日
發(fā)明者劉炳東, 李興華, 姜志民 申請人:中國科學院金屬研究所