專利名稱：一種全數(shù)字化高效多頻快速充電電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種涉及電力電子與電力傳動(dòng)、電池充電技術(shù)及電動(dòng)汽車等新能源領(lǐng)域的全數(shù)字化高效多頻快速充電電源，屬于充電電源的創(chuàng)新技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有動(dòng)力電池充電通常采用恒流充電、恒壓充電的方法；恒流充電時(shí)，由于電池可接受電流的能力隨著充電過(guò)程而下降，充電后期電流主要用于電解水，析出氣體而不能有效地轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，充電效率下降；恒壓充電時(shí)，由于電池電壓不確定，造成充電電流過(guò)大，易出現(xiàn)電池極柱彎曲等問(wèn)題而影響電池壽命。實(shí)際應(yīng)用多采用恒流、恒壓分段式充電的方式，要求較長(zhǎng)的充電時(shí)間。采用工頻交流電作為輸入的充電電源中，往往功率因數(shù)低，電流失真率大，脈沖充電對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的諧波干擾比較強(qiáng)，大功率充電電源尤其如此；此外，輸出部分的DC/DC變換模塊效率也成為影響充電電源往大功率快速充電方向發(fā)展的瓶頸。為此，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行正負(fù)脈沖快速充電的一些方法，并且也有一些較高效率的充電電源出現(xiàn)，例如中國(guó)專利200710020300,200710022012. 4， 201010202827. 2等都提及了對(duì)電池進(jìn)行快速充電的技術(shù)方案，中國(guó)專利200710000451. 5， 200510091141. χ提及了提高功率因數(shù)與效率的技術(shù)方案，但各自的技術(shù)方案各不相同，未見同時(shí)將高功率因數(shù)高效整流與快速充電結(jié)合在一起的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種解決大容量電池快速充電的問(wèn)題的全數(shù)字化高效多頻快速充電電源。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，方便實(shí)用。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的全數(shù)字化高效多頻快速充電電源，包括有高功率因數(shù)高效整流模塊及雙向DC/DC變換模塊，其中高功率因數(shù)高效整流模塊包括有濾波電路、有源功率因數(shù)校正電路、網(wǎng)壓檢測(cè)電路、輸入電流檢測(cè)電路、PFC數(shù)字控制系統(tǒng)、母線電壓檢測(cè)電路、功率因數(shù)校正驅(qū)動(dòng)電路及母線超級(jí)電容，網(wǎng)壓檢測(cè)電路連接電壓保護(hù)電路，母線電壓檢測(cè)電路、輸入電流檢測(cè)電路、電壓保護(hù)電路一起連接至PFC數(shù)字控制系統(tǒng)中，PFC 數(shù)字控制系統(tǒng)通過(guò)功率因數(shù)校正驅(qū)動(dòng)電路與有源功率因數(shù)校正電路連接；雙向DC/DC變換模塊包括有雙向DC/DC變換器、輸出濾波電路、雙向DC/DC變換器數(shù)字控制系統(tǒng)，輸出電流檢測(cè)電路、輸出電壓檢測(cè)電路、雙向DC/DC變換器驅(qū)動(dòng)電路，輸出電流檢測(cè)電路、輸出電壓檢測(cè)電路均連接雙向DC/DC變換器數(shù)字控制系統(tǒng)，雙向DC/DC變換器數(shù)字控制系統(tǒng)通過(guò)雙向DC/DC變換器驅(qū)動(dòng)電路與雙向DC/DC變換器連接，雙向DC/DC變換器(10)與輸出濾波電路相互連接后輸出至電池。上述有源功率因數(shù)校正電路包括有電感Li、L2、L3、二極管Dl D18，功率開關(guān)管 Ql、Q2、Q3、電容C3、C4，母線超級(jí)電容Cl、C2、雙向DC/DC變換器包括有功率開關(guān)管VTl VT8、二極管D19 D26、電容C5 C12，電感L4 L7及電容C13、C14，電感L1、L2、L3，二極管Dl D18，功率開關(guān)管Ql、Q2、Q3母線中超級(jí)電容Cl、C2連接構(gòu)成有源功率因數(shù)校正電路；后級(jí)由功率開關(guān)管VTl VT8、二極管D19 D26、電容C5 C12、電感L4 L7及電容 C13相互連接構(gòu)成DC/DC變換器；有源功率因數(shù)校正電路中，二極管D7、D8、D9、D10與Ql構(gòu)成R相的雙向開關(guān)，Dll、D12、D13、D14與Q2構(gòu)成S相的雙向開關(guān)，D15、D16、D17、D18與 Q3構(gòu)成T相的雙向開關(guān)，雙向開關(guān)的左邊分別與輸入電感L1、L2、L3相連接，右邊同時(shí)連接至母線電容的中點(diǎn)，與二極管Dl D6共同構(gòu)成三相三電平三開關(guān)的結(jié)構(gòu)形式，功率開關(guān)管 VTl VT8與反并聯(lián)的二極管D19 D26、電容C5 C12構(gòu)成四相橋式的電路，四相上橋臂漏極均與連接有超級(jí)電容的直流母線正極連接，四相下橋臂源極均與連接有超級(jí)電容的直流母線負(fù)極連接，中點(diǎn)分別連接電感L4、L5、L6、L7的左側(cè)，電感L4 L7右側(cè)均接至輸出電容C13正極。上述雙向DC/DC變換器中采用的耦合電感L4 L7，L4與L5、L6與L7分別繞在同一個(gè)EE磁芯的兩邊，從左往右看按順時(shí)針?lè)较蚶@線，電流由b、c流向a或電流由bl、Cl流向al時(shí)，所產(chǎn)生的磁通方在磁芯中柱的方向一致，磁芯留有氣隙，以確保電感工作時(shí)不進(jìn)入飽和狀態(tài)，耦合電感的a、al均接至電容C13正極。上述VT1、VT2與VT3、VT4驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相差180度，VTU VT2與VT5、VT6驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相差90度，VT5、VT6與VT7、VT8驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相差180度。上述雙向DC/DC變換器采用雙閉環(huán)控制方式，電流為內(nèi)環(huán)，電壓為外環(huán)。上述L4、L5、L6、L7中安裝有用于采集四相電流的電流傳感器，電流傳感器的信號(hào)輸出端通過(guò)采樣調(diào)理電路將信號(hào)送至雙向DC/DC變換器。上述雙向DC/DC變換器采用同相互補(bǔ)、異相移相的控制方式.
上述雙向DC/DC變換器數(shù)字控制系統(tǒng)根據(jù)電流的大小調(diào)節(jié)雙向DC/DC變換器的工作頻率。通過(guò)雙向DC/DC變換器電流雙向流動(dòng)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)電池充電及短時(shí)大電流放電。本發(fā)明根據(jù)馬斯定律所指出的電池充電過(guò)程中間隔的對(duì)電池進(jìn)行短時(shí)大電流放電，可使電池去極化，提高充電電流接受率，本發(fā)明提供一種全數(shù)字化高效多頻快速充電電源。該電源通過(guò)超級(jí)電容或大容量電容將有源功率因數(shù)校正電路與雙向DC/DC變換器連接在一起，采用三相三電平三開關(guān)整流技術(shù)、雙向DC/DC變換器四相橋式電路結(jié)合電感耦合技術(shù)與多頻控制等技術(shù)，解決大容量電池快速充電的問(wèn)題。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1)本發(fā)明的整流器采用三相三電平三開關(guān)整流技術(shù)結(jié)合數(shù)字控制技術(shù)，功率因數(shù)極高，電流失真率極小。(2)本發(fā)明的DC/DC變換器采用四相橋式結(jié)構(gòu)，結(jié)合控制方法，實(shí)現(xiàn)了軟開關(guān)，降低了電磁干擾，提高了效率；結(jié)合電感耦合技術(shù)，降低了電感與電容的體積要求；根據(jù)充電電流調(diào)節(jié)工作頻率的變頻控制方法，保證了不同輸出功率等級(jí)下的高效率。(3)本發(fā)明將馬斯定律應(yīng)用于電池充電，結(jié)合數(shù)字控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大功率快速充 H1^ ο本發(fā)明是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的全數(shù)字化高效多頻快速充電電源。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)整體框圖； 圖2是本發(fā)明的主電路原理圖3是本發(fā)明采用的耦合電感結(jié)構(gòu)原理圖4是本發(fā)明的開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電路圖5(a)是本發(fā)明的PFC控制系統(tǒng)主程序流程圖5(b)是本發(fā)明的PFC控制系統(tǒng)中斷程序流程圖5(c)是本發(fā)明的雙向DC/DC變換器控制系統(tǒng)主程序流程圖5(d)是本發(fā)明的雙向DC/DC變換器控制系統(tǒng)中斷程序流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、2、3所示，如圖1所示是本發(fā)明的系統(tǒng)整體框圖，所述的充電電源，其輸入為工頻三相交流電，對(duì)象是電池，三相交流電通過(guò)濾波、整流后，由雙向DC/ DC變換器將電壓變換到適合電池充電的電壓后，經(jīng)輸出濾波給電池充電；本發(fā)明通過(guò)PFC 數(shù)字控制系統(tǒng)對(duì)有源功率因數(shù)校正電路進(jìn)行控制，并通過(guò)輸入電流檢測(cè)環(huán)節(jié)與母線電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，控制系統(tǒng)產(chǎn)生的控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路連接有源功率因數(shù)校正電路；通過(guò)雙向DC/DC變換器數(shù)字控制系統(tǒng)對(duì)雙向DC/DC變換器進(jìn)行控制，并通過(guò)輸出端的電流檢測(cè)環(huán)節(jié)與電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，控制系統(tǒng)產(chǎn)生的控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路連接雙向DC/DC變換器。本發(fā)明在輸入端與輸出端分別設(shè)有濾波電路，以提高電磁兼容特性。本實(shí)施例中，如圖2所示為本發(fā)明主電路原理圖，將有源功率因數(shù)校正電路、母線超級(jí)電容、DC/DC變換器相互連接構(gòu)成本發(fā)明的主電路，電感Li、L2、L3，二極管Dl D18， 功率開關(guān)管Q1、Q2、Q3及母線中超級(jí)電容C1、C2按圖相互連接構(gòu)成有源功率因數(shù)校正電路； 后級(jí)由功率開關(guān)管VTl VT8、二極管D19 D26、電容C5 C12、電感L4 L7及電容C13 相互連接構(gòu)成DC/DC變換器。本實(shí)施例中，有源功率因數(shù)校正電路中，二極管D7、D8、D9、DlO與Ql構(gòu)成R相的雙向開關(guān)，Dll、D12、D13、D14與Q2構(gòu)成S相的雙向開關(guān)，D15、D16、D17、D18與Q3構(gòu)成T 相的雙向開關(guān)，雙向開關(guān)的左邊分別與輸入電感Li、L2、L3相連接，右邊同時(shí)連接至母線電容的中點(diǎn)，與二極管Dl D6共同構(gòu)成三相三電平三開關(guān)的結(jié)構(gòu)形式。通過(guò)電流傳感器對(duì)電感電流進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣電流傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器濾波放大后，疊加1. 65V的直流分量后連接至PFC數(shù)字控制系統(tǒng)中，通過(guò)PFC數(shù)字控制系統(tǒng)運(yùn)算后得到Ql、Q2、Q3的占空比以控制電流相位與電壓相位一致。本實(shí)施例中，功率開關(guān)管VTl VT8與反并聯(lián)的二極管D19 D26、電容C5 C12 構(gòu)成四相橋式的電路，電路的上、下兩端與連接有超級(jí)電容的直流母線連接，中點(diǎn)分別連接電感的左側(cè)，電感右側(cè)均接至輸出電容C13正極；以上器件相互連接構(gòu)成雙向DC/DC變換器。本實(shí)施例中，如圖3所示是本發(fā)明雙向DC/DC變換器采用的耦合電感，L4與L5、 L6與L7分別繞在同一個(gè)EE磁芯的兩邊，繞線方向如圖中所示，保證電流由b、c流向a或保證電流由bl、cl流向al時(shí)，所產(chǎn)生的磁通方在磁芯中柱的方向一致，磁芯留有氣隙，以確保電感工作時(shí)不進(jìn)入飽和狀態(tài)。耦合電感的b、c、bl、cl分別接至由VTl VT8構(gòu)成的四相橋式電路中各相的中點(diǎn)。電路工作時(shí)，上橋臂部分開關(guān)管VT1、VT3、VT5、VT7的占空比相等，下橋臂部分開關(guān)管VT2、VT4、VT6、VT8的占空比相等，上下橋的開關(guān)管占空比互補(bǔ)； 其中VT1、VT2與VT3、VT4驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相差180度，VTU VT2與VT5、VT6驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相差90度，VT5、VT6與VT7、VT8驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相差180度。電路工作時(shí)，電流經(jīng)過(guò)耦合后在 a點(diǎn)的紋波減小。電容C5 C12在開關(guān)器件VTl VT8關(guān)斷時(shí)嵌位器件的電壓，配合互補(bǔ)管的反并聯(lián)二極管，器件電流快速降為零，確保器件軟關(guān)斷。二極管D19 擬6處于續(xù)流狀態(tài)時(shí)將對(duì)于的功率管電壓嵌位至零，確保器件的零電壓開通。本實(shí)施例中，雙向DC/DC變換器采用雙閉環(huán)控制方式，電流為內(nèi)環(huán)，電壓為外環(huán)。 分別在L4、L5、L6、L7中安裝電流傳感器用于采集四相的電流，通過(guò)采樣調(diào)理電路將信號(hào)送至雙向DC/DC變換控制系統(tǒng)參與控制量的運(yùn)算，同時(shí)控制系統(tǒng)將根據(jù)總電流大小來(lái)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，以改變雙向DC/DC變換器的工作頻率，確保不同功率等級(jí)下高效工作。直流母線電壓與電池電壓通過(guò)電阻分壓后，經(jīng)線性光耦HCPL7840隔離后將信號(hào)連接至電壓信號(hào)調(diào)理電路，最終分別將信號(hào)送至PFC數(shù)字控制系統(tǒng)與雙向DC/DC變換器數(shù)字控制系統(tǒng)中。本實(shí)施例中，如圖4所示是本發(fā)明功率開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWMx接至光耦驅(qū)動(dòng)芯片PC^9的輸入端U1A，U1A陽(yáng)極接至+5V電源，PC^9輸出UlB的第11腳連接電阻R21后直接驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)器件；R2、R19、Zl、D3相互連接組成開關(guān)器件短路檢測(cè)電路， R2、R19的連接點(diǎn)接至P0^9的第9腳，以檢測(cè)開關(guān)器件的導(dǎo)通電壓以監(jiān)測(cè)通過(guò)器件的電流； 電阻R5、光耦U3 二極管相互連接，短路時(shí)第8腳被拉至底電平，光耦U3 二極管導(dǎo)通， U3輸出與Rl連接，該點(diǎn)短路信號(hào)F IPMx被拉至低電平，表示功率開關(guān)器件處于短路保護(hù)狀態(tài)。為達(dá)到快速充電的目的，實(shí)際工作時(shí)對(duì)雙向DC/DC變換器的工作方式進(jìn)行了設(shè)置，使其符合電池快速充電的要求正常情況下，以某一固定的電流對(duì)電池進(jìn)行充電，間隔一段時(shí)間，對(duì)電池進(jìn)行短時(shí)的大電流放電，使電池去極化，該過(guò)程依賴雙向DC/DC變換器的雙向變換能力，將電池的能量反向充給直流母線的超級(jí)電容，通過(guò)設(shè)置充放電曲線可以實(shí)現(xiàn)這一功能。本發(fā)明的PFC電路信號(hào)調(diào)理原理及本發(fā)明的雙向DC/DC變換器信號(hào)調(diào)理原理可采用現(xiàn)有的調(diào)理原理。如圖5所示是發(fā)明的PFC控制程序及雙向DC/DC變換器控制程序流程圖。其中如圖5 (a)所示為PFC數(shù)字控制系統(tǒng)主程序流程圖，開始運(yùn)行時(shí)需要對(duì)基本參數(shù)進(jìn)行初始化，并設(shè)置采樣計(jì)數(shù)變量i為0，占空比更新標(biāo)志FLAGO為0，然后進(jìn)入循環(huán)，等待ADC中斷對(duì)電流及電壓進(jìn)行采樣；如圖5 (b)所示為PFC數(shù)字控制系統(tǒng)中斷程序流程圖，ADC中斷程序間隔時(shí)間與PFC電路的工作周期一致，確保AD采樣可以準(zhǔn)確跟蹤電流波形，ADC中斷程序中每采樣一次電流，采樣計(jì)數(shù)變量i加1，當(dāng)i加到6時(shí)對(duì)母線電壓進(jìn)行采樣，然后進(jìn)行一次PI調(diào)節(jié)得到Vm，并采樣到的電流I_x進(jìn)行比較得到新的占空比；如圖5 (c)所示為雙向 DC/DC變換器數(shù)字控制系統(tǒng)主程序流程圖，開始運(yùn)行時(shí)對(duì)基本的參數(shù)進(jìn)行初始化，并設(shè)置采樣計(jì)數(shù)i為0，充電或放電標(biāo)志FLAG設(shè)置為0，并根據(jù)設(shè)定的參數(shù)定時(shí)改變，其改變的時(shí)間間隔由電池的特性決定；如圖5 (d)所示為雙向DC/DC變換器數(shù)字控制系統(tǒng)中斷程序流程圖，ADC中斷程序用于采樣電流及電壓值，每個(gè)周期采樣一次，每6次進(jìn)行一次濾波并返回采樣結(jié)果，在主程序里計(jì)算得到新的占空比并更新。
7
本發(fā)明的上述實(shí)施例具有以下特點(diǎn)
1)綠色化本實(shí)施例采用三相三電平三開關(guān)拓?fù)涞挠性垂β室驍?shù)校正電路對(duì)三相工頻電進(jìn)行整流，其特點(diǎn)是功率因數(shù)高、電流諧波干擾極??；電路對(duì)器件的電壓及電流應(yīng)力要求降低，在大功率的場(chǎng)合時(shí)很容易實(shí)現(xiàn)電路的功能，且對(duì)后級(jí)的影響減小。2)全數(shù)字化采用TMS320F2809作為功率因數(shù)校正電路與雙向DC/DC變換器的控制核心，通過(guò)程序容易實(shí)現(xiàn)輸出特性的控制、充電曲線的編程；控制所需要的PWM信號(hào)全由控制核心通過(guò)編程方式輸出，且獨(dú)特的控制方式極大程度提高效率及改善EMC特性。3)簡(jiǎn)易化通過(guò)修改電池參數(shù)、充電、放電曲線等，使充電過(guò)程符合馬斯定律，從而更易實(shí)現(xiàn)電池的快速充電，從結(jié)構(gòu)上看，無(wú)需增加額外的放電設(shè)置，直接通過(guò)拓?fù)渚屯瓿呻姵囟虝r(shí)大電流放電的功能。
權(quán)利要求
1.一種全數(shù)字化高效多頻快速充電電源，其特征在于包括有高功率因數(shù)高效整流模塊及雙向DC/DC變換模塊，其中高功率因數(shù)高效整流模塊包括有濾波電路(1)、有源功率因數(shù)校正電路(2)、網(wǎng)壓檢測(cè)電路(3)、輸入電流檢測(cè)電路(4)、PFC數(shù)字控制系統(tǒng)(5)、母線電壓檢測(cè)電路(6)、功率因數(shù)校正驅(qū)動(dòng)電路(7)及母線超級(jí)電容(8)，網(wǎng)壓檢測(cè)電路(3)連接電壓保護(hù)電路(9)，母線電壓檢測(cè)電路(6)、輸入電流檢測(cè)電路(4)、電壓保護(hù)電路(9) 一起連接至PFC數(shù)字控制系統(tǒng)(5)中，PFC數(shù)字控制系統(tǒng)(5)通過(guò)功率因數(shù)校正驅(qū)動(dòng)電路(7)與有源功率因數(shù)校正電路(2)連接；雙向DC/DC變換模塊包括有雙向DC/DC變換器(10)、輸出濾波電路(11)、雙向DC/DC變換器數(shù)字控制系統(tǒng)(12)，輸出電流檢測(cè)電路(13)、輸出電壓檢測(cè)電路(14)、雙向DC/DC變換器驅(qū)動(dòng)電路(15)，輸出電流檢測(cè)電路(13)、輸出電壓檢測(cè)電路 (14)均連接雙向DC/DC變換器數(shù)字控制系統(tǒng)(12)，雙向DC/DC變換器數(shù)字控制系統(tǒng)(12)通過(guò)雙向DC/DC變換器驅(qū)動(dòng)電路(15 )與雙向DC/DC變換器(10 )連接，雙向DC/DC變換器(10 ) 與輸出濾波電路(11)相互連接后輸出至電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字化高效多頻快速充電電源，其特征在于上述有源功率因數(shù)校正電路(2)包括有電感Li、L2、L3、二極管Dl D18，功率開關(guān)管Ql、Q2、Q3、電容 C3、C4，母線超級(jí)電容Cl、C2、雙向DC/DC變換器(10)包括有功率開關(guān)管VTl VT8、二極管D19 D26、電容C5 C12，電感L4 L7及電容C13、C14，電感L1、L2、L3，二極管Dl D18，功率開關(guān)管Q1、Q2、Q3母線中超級(jí)電容C1、C2連接構(gòu)成有源功率因數(shù)校正電路；后級(jí)由功率開關(guān)管VTl VT8、二極管D19 D26、電容C5 C12、電感L4 L7及電容C13相互連接構(gòu)成DC/DC變換器；有源功率因數(shù)校正電路中，二極管D7、D8、D9、DlO與Ql構(gòu)成R相的雙向開關(guān)，D11、D12、D13、D14與Q2構(gòu)成S相的雙向開關(guān)，D15、D16、D17、D18與Q3構(gòu)成 T相的雙向開關(guān)，雙向開關(guān)的左邊分別與輸入電感Li、L2、L3相連接，右邊同時(shí)連接至母線電容的中點(diǎn)，與二極管Dl D6共同構(gòu)成三相三電平三開關(guān)的結(jié)構(gòu)形式，功率開關(guān)管VTl VT8與反并聯(lián)的二極管D19 D26、電容C5 C12構(gòu)成四相橋式的電路，四相上橋臂漏極均與連接有超級(jí)電容的直流母線正極連接，四相下橋臂源極均與連接有超級(jí)電容的直流母線負(fù)極連接，中點(diǎn)分別連接電感L4、L5、L6、L7的左側(cè)，電感L4 L7右側(cè)均接至輸出電容C13正極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全數(shù)字化高效多頻快速充電電源，其特征在于上述雙向DC/ DC變換器(10)中采用的耦合電感L4 L7，L4與L5、L6與L7分別繞在同一個(gè)EE磁芯的兩邊，從左往右看按順時(shí)針?lè)较蚶@線，電流由b、c流向a或電流由bl、cl流向al時(shí)，所產(chǎn)生的磁通方在磁芯中柱的方向一致，磁芯留有氣隙，以確保電感工作時(shí)不進(jìn)入飽和狀態(tài)，耦合電感的a、al均接至電容C13正極。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全數(shù)字化高效多頻快速充電電源，其特征在于上述VT1、VT2 與VT3、VI~4驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相差180度，VTU VT2與VT5、VT6驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相差90度，VT5、 VT6與VT7、VT8驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相差180度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字化高效多頻快速充電電源，其特征在于上述雙向DC/ DC變換器(10)采用雙閉環(huán)控制方式，電流為內(nèi)環(huán)，電壓為外環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全數(shù)字化高效多頻快速充電電源，其特征在于上述L4、L5、 L6、L7中安裝有用于采集四相電流的電流傳感器，電流傳感器的信號(hào)輸出端通過(guò)采樣調(diào)理電路將信號(hào)送至雙向DC/DC變換器(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字化高效多頻快速充電電源，其特征在于上述雙向DC/ DC變換器(10)采用同相互補(bǔ)、異相移相的控制方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字化高效多頻快速充電電源，其特征在于上述雙向DC/ DC變換器數(shù)字控制系統(tǒng)(12)根據(jù)電流的大小調(diào)節(jié)雙向DC/DC變換器(10)的工作頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字化高效多頻快速充電電源，其特征在于通過(guò)雙向DC/ DC變換器(10)電流雙向流動(dòng)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)電池充電及短時(shí)大電流放電。
全文摘要
本發(fā)明提供一種全數(shù)字化高效多頻快速充電電源。包括高功率因數(shù)高效整流模塊及雙向DC/DC變換模塊，高功率因數(shù)高效整流模塊包括有濾波電路、有源功率因數(shù)校正電路、網(wǎng)壓檢測(cè)電路、輸入電流檢測(cè)電路、PFC數(shù)字控制系統(tǒng)、功率因數(shù)校正驅(qū)動(dòng)電路等；雙向DC/DC變換模塊包括有雙向DC/DC變換器、輸出濾波電路、雙向DC/DC變換器數(shù)字控制系統(tǒng)、雙向DC/DC變換器驅(qū)動(dòng)電路等。本發(fā)明的有源功率因數(shù)校正電路采用了三相三電平三開關(guān)的拓?fù)湫问?，結(jié)合數(shù)字控制方式提高了功率因數(shù)并降低了電流諧波干擾；雙向DC/DC變換器采用四相結(jié)構(gòu)橋式電路，每?jī)上嗤ㄟ^(guò)耦合電感連接至輸出，并結(jié)合同相互補(bǔ)、異相移相與多頻控制方式，降低輸出側(cè)的電流紋波，提高了EMC特性與整機(jī)效率。
文檔編號(hào)H02J7/10GK102355039SQ20111030402
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者劉方銘, 周映虹, 姚震, 李優(yōu)新, 李志忠, 粱秀玲, 黃熙, 黎勉 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)