專利名稱:一種電池組管理功率模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種電池組件管理和供電設(shè)備,特別是公開一種電池組管理功率模塊。
背景技術(shù):
電池組管理功率模塊是一種應(yīng)用在電力直流操作系統(tǒng)中對電池組進行管理及直流控制母線進行不間斷供電的設(shè)備。主要應(yīng)用在電廠、各類輸變電站、體育場、機場及樓宇電力自動化供電系統(tǒng)。早期的電力直流操作系統(tǒng)中電池組充電管理功率模塊,主要以相控整流技術(shù),其缺點是效率低、功率因數(shù)低、電壓電流控制精度差。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,新型雙極性功率器件IGBT、FOSFET等的出現(xiàn)給功率變換技術(shù)帶來了革命,從之前低頻相控整流躍進到聞頻開關(guān)變流技術(shù),現(xiàn)在隨著聞頻開關(guān)功率器件的完善、軟開關(guān)技術(shù)及聞速微控制器MCU的應(yīng)用、從而使電源回路的功率變換器以高效、高頻、高功率因數(shù)得到廣泛應(yīng)用。近年來,高頻開關(guān)變流技術(shù)在生活中應(yīng)用非常廣泛,特別是現(xiàn)在提倡“綠色電源”,要求設(shè)備對電網(wǎng)無污染,主要包括諧波含量、波形畸變等對功率因數(shù)的影響。在含有AC/DC變換器的電力電子裝置中,一般是由交流市電經(jīng)整流和大電容濾波后得到較為平直的直流電壓,整流器、電容濾波電路是一種非線性組件和儲能組件的結(jié)合,因此,雖然輸入交流電壓是正弦的,而輸入交流電流是一個時間很短、峰值很高的周期性尖峰電流,波形嚴重畸變。早期用電感和電容器構(gòu)成的無源網(wǎng)絡(luò)進行功率因數(shù)校正,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有源PFC取得了長足的進展。傳統(tǒng)單級PFC校正電路只適用于小功率開關(guān)電源設(shè)備。功率因數(shù)有源校正電路其實是一個開關(guān)模式下的升壓式穩(wěn)壓電源,在交流輸入情況下才對諧波有抑制作用,傳統(tǒng)的功率因數(shù)有源校正電路中的開關(guān)管參與所有輸出功率的變換,勢必會產(chǎn)生比較大的功耗,而且小負載和空載時功率因數(shù)還是很低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷,提供一種綠色、高效、能獨立完成電池組各種管理功能,且便于操作的電池組管理功率模塊。本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種電池組管理功率模塊,其特征在于包括EMC濾波模塊、單級PFC微功耗處理單元、零電壓零電流雙正激組合變換器、微控制器、輔助供電單元,所述單級PFC微功耗處理單元包括工頻整流電路、PFC補償電路、第一 PWM調(diào)整模塊;所述零電壓零電流雙正激組合變換器包括雙正激組合電路、高頻變壓器、副邊高頻整流濾波電路、驅(qū)動脈沖處理單元、第二 PWM調(diào)整模塊;所述EMC濾波模塊、工頻整流電路、PFC補償電路、雙正激組合電路、高頻變壓器、副邊高頻整流濾波電路、電池組依次相連;所述第一 PWM調(diào)整模塊分別與所述PFC補償電路、輔助供電單元相連;所述驅(qū)動脈沖處理單元分別與所述雙正激組合電路、第二 PWM調(diào)整模塊、輔助供電單元相連;所述微控制器分別與所述第二 PWM調(diào)整模塊、輔助供電單元相連。其中電池組為現(xiàn)有技術(shù)中需管理的電池設(shè)備,通過將本實用新型與電池組相連,即可實現(xiàn)對現(xiàn)有電池組的管理,所述的電池組屬于外部獨立設(shè)備,并不包含于本實用新型。所述工頻整流電路由第一整流二極管D1、第二整流二極管D2、第三整流二極管D3、第四整流二極管D4組成;所述第一整流二極管Dl的正極與所述第二整流二極管D2的負極相連,所述第二整流二極管D2的正極與所述第四整流二極管D4的正極相連,所述第四整流二極管D4的負極與所述第三整流二極管D3的正極相連,所述第三整流二極管D3的正極與所述第一整流二極管Dl的負極相連;所述EMC濾波模塊的一端連于第一整流二極管Dl的正極與第二整流二極管D2的負極之間,所述EMC濾波模塊的另一端連于第四整流二極管D4的負極與第三整流二極管D3的正極之間;所述PFC補償電路由第一電感L1、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第五二極管D5、第六二極管D6、第一電阻R1、第二電阻R2、第一 MOSFET管Ql組成;所述第一電容Cl的一端連于第一整流二極管Dl的負極與第三整流二極管D3的負極之間、并且分別與所述第一電感LI的一端、第二電容C2的一端相連;所述第一電感LI的另一端分別與所述第一 MOSFET管Ql的漏極、所述第五二極管D5的正極相連,所述第五二極管D5的負極分別與所述第二電容C2的另一端、第一電阻Rl的一端、第六二極管D6的正極相連;所述第六二極管D6的負極與所述第三電容C3的正極相連且相連的連接點作為所述單級PFC微功耗處理單元的直流電壓輸出正端與所述零電壓零電流雙激組合變換器相連;所述第一電阻Rl的另一端分別與所述第一 PWM調(diào)整模塊、第二電阻R2的一端相連,所述第二電阻R2的 另一端分別與所述第三電容C3的負極、第一 MOSFET管Ql的源極、第一電容Cl的另一端相連且相連的連接點作為所述單級PFC微功耗處理單元的直流電壓輸出負端與所述零電壓零電流雙激組合變換器相連。所述高頻變壓器由第一變壓器BT1、第二變壓器BT2組成;所述雙正激組合電路由第四電容C4、第五電容C5、第二 MOSFET管Q2、第三MOSFET管Q3、第四MOSFET管Q4、第五MOSFET管Q5、第七二極管D7、第八二極管D8、第九二極管D9、第十二極管D10、第i^一二極管D11、第十二二極管D12、第二電感L2、第三電感L3組成;所述第四電容C4的負極與所述第五電容C5的正極相連,所述第四電容C4的正極分別與所述第二 MOSFET管Q2的漏極、第八二極管D8的負極相連且相連的連接點作為零電壓零電流雙正激組合變換器的電源輸入端與所述單級PFC微功耗處理單元直流電壓輸出正端相連;所述第二 MOSFET管Q2的柵極與所述驅(qū)動脈沖處理單元相連,所述第二 MOSFET管Q2的源極分別與所述第七二極管D7的負極、第十一二極管Dll的正極相連,所述第十一二極管Dl I的負極通過第二電感L2與所述第一變壓器BTl的第一針腳相連;所述第一變壓器BTl的第二針腳分別與所述第八二極管D8的正極、第三MOSFET管Q3的漏極相連,所述第三MOSFET管Q3的柵極與所述驅(qū)動脈沖處理單元相連,所述第三MOSFET管Q3的源極分別與所述第七二極管D7的正極、第四電容C4的負極、第五電容C5的正極、第十二極管DlO的負極、第四MOSFET管Q4的漏極相連;所述第四MOSFET管Q4的柵極與所述驅(qū)動脈沖處理單元相連,所述第四MOSFET管Q4的源極分別與所述第九二極管D9的負極、第十二二極管D12的正極相連,所述第十二二極管D12的負極通過第三電感L3與所述第二變壓器BT2的第一針腳相連,所述第二變壓器BT2的第二針腳分別與所述第十二極管DlO的正極、第五MOSFET管Q5的漏極相連,所述第五MOSFET管Q5的柵極與所述驅(qū)動脈沖處理單元相連,所述第五MOSFET管Q5的源極分別與所述第九二極管D9的正極、第五電容C5的負極相連且相連的連接點作為零電壓零電流雙正激組合變換器的共負端與所述單級PFC微功耗處理單元相連;所述副邊高頻整流濾波電路由第十三二極管D13、第十四二極管D14、第十五二極管D15、第十六二極管D16、第四電感L4、第五電感L5、第六電容C6、第七電容C7、第八電容CS、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5組成;所述第十三二極管D13的正極與所述第一變壓器BTl的第三針腳相連,所述第十三二極管D13的負極分別與所述第十四二極管D14的負極、第四電感L4的一端相連,所述第四電感L4的另一端分別與所述第六電容C6的正極、第三電阻R3的一端、第八電容CS的正極相連且相連的連接點作為零電壓零電流雙正激組合變換器的直流電壓正極輸出端與所述電池組相連;所述第三電阻R3的另一端分別與所述第二 PWM調(diào)整模塊、第四電阻R4的一端相連,所述第四電阻R4的另一端分別與所述第八電容CS的負極、第二 PWM調(diào)整模塊、第五電阻R5的一端相連且相連的連接點作為零電壓零電流雙正激組合變換器的輸出共負端與所述電池組相連;所述第五電阻R5的另一端分別與所述第七電容C7的負極、第十六二極管D16的正極、第二變壓器BT2的第四針腳相連;所述第十四二極管D14的正極分別與所述第一變壓器BTl的第四針腳、第六電容C6的負極、第七電容C7的正極、第五電感L5的一端相連,所述第五電感L5的另一端分別與所述第十六二極管D16的負極、第十五二極管D15的負極相連,所述第十五二極管D15的正極與所述第二變壓器BT2的第三針腳相連。所述第一變壓器BTl的第一針腳與第三針腳為同名端;所述第二變壓器BT2的第一針腳與第三針腳為同名端。所述零電壓零電流雙正激組合變換器中還設(shè)有與所述第二 PWM調(diào)整模塊相連的電流互感器。所述電流互感器為穿心電感,所述第二變壓器BT2的原邊繞組第二針腳經(jīng)過電流互感器的圓心與所述第五MOSFET管Q5的柵極相連。本實用新型的有益效果是使PFC補償電路的實現(xiàn)微功耗處理,使得本實用新型功率因數(shù)更高、效率更高,可以廣泛應(yīng)用于各類電源設(shè)備中節(jié)約更多的資源;零電壓零電流雙激組合變換器采用雙晶體管正激變流技術(shù)在大功率中的應(yīng)用,提高了穩(wěn)定性;多階段充電管理提高電池應(yīng)用的使用壽命;微控制器的應(yīng)用使本實用新型更具有靈活性、智能性、可操作性和可擴展性,從而使該管理功率模塊具有更強的市場競爭力。
圖1是本實用新型與電池組相連時的方框原結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型與電池組相連時的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
根據(jù)圖1、圖2,本實用新型包括EMC濾波模塊、單級PFC微功耗處理單元、零電壓零電流雙正激組合變換器、微控制器、輔助供電單元,所述單級PFC微功耗處理單元包括工頻整流電路、PFC補償電路、第一 PWM調(diào)整模塊;所述零電壓零電流雙正激組合變換器包括雙正激組合電路、高頻變壓器、副邊高頻整流濾波電路、驅(qū)動脈沖處理單元、第二 PWM調(diào)整模塊。所述EMC濾波模塊、工頻整流電路、PFC補償電路、雙正激組合電路、高頻變壓器、副邊高頻整流濾波電路、電池組依次相連;所述第一 PWM調(diào)整模塊分別與所述PFC補償電路、輔助供電單元相連;所述驅(qū)動脈沖處理單元分別與所述雙正激組合電路、第二 PWM調(diào)整模塊、輔助供電單元相連;所述微控制器分別與所述第二 PWM調(diào)整模塊、輔助供電單元相連。所述零電壓零電流雙正激組合變換器中還設(shè)有與所述第二 PWM調(diào)整模塊相連的電流互感器。本實用新型微控制器可采用芯科實驗室有限公司(Silicon Laboratories)生產(chǎn)的型號為C8051F410的芯片。以下根據(jù)圖2對本實用新型的電路結(jié)構(gòu)作進一步說明。1、單級單級PFC微功耗處理單元所述工頻整流電路由第一整流二極管D1、第二整流二極管D2、第三整流二極管D3、第四整流二極管D4組成;所述第一整流二極管Dl的正極與所述第二整流二極管D2的負極相連,所述第二整流二極管D2的正極與所述第四整流二極管D4的正極相連,所述第四整流二極管D4的負極與所述第三整流二極管D3的正極相連,所述第三整流二極管D3的正極與所述第一整流二極管Dl的負極相連;所述EMC濾波模塊的一端連于第一整流二極管Dl的正極與第二整流二極管D2的負極之間,所述EMC濾波模塊的另一端連于第四整流二極管D4的負極與第三整流二極管D3的正極之間。所述PFC補償電路由第一電感L1、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第五二極管D5、第六二極管D6、第一電阻R1、第二電阻R2、第一 MOSFET管Ql組成;所述第一電容Cl的一端連于第一整流二極管Dl的負極與第三整流二極管D3的負極之間、并且分別與所述第一電感LI的一端、第二電容C2的一端相連;所述第一電感LI的另一端分別與所述第一 MOSFET管Ql的漏極、所述第五二極管D5的正極相連,所述第五二極管D5的負極分別與所述第二電容C2的另一端、第一電阻Rl的一端、第六二極管D6的正極相連;所述第六二極管D6的負極與所述第三電容C3的正極相連且相連的連接點作為所述單級PFC微功耗處理單元的直流電壓輸出正端與所述零電壓零電流雙激組合變換器相連;所述第一電阻Rl的另一端分別與所述第一PWM調(diào)整模塊、第二電阻R2的一端相連,所述第二電阻R2的另一端分別與所述第三電容C3的負極、第一 MOSFET管Ql的源極、第一電容Cl的另一端相連且相連的連接點作為所述單級PFC微功耗處理單元的直流電壓輸出負端與所述零電壓零電流雙激組合變換器相連。輸入交流正弦工頻電源經(jīng)過EMC濾波模塊濾波后,由第一整流二極管D1、第二整流二極管D2、第三整流二極管D3、第四整流二極管D4組成的工頻整流電路進行工頻整流,得到一個包絡(luò)狀的饅頭波,在電路啟動的同時第一 MOSFET管Ql導(dǎo)通,這時第一電感LI電流線性增加,第一電感LI中存儲的能量也增加,與此同時后級第三電容C3也向負載放電。當?shù)谝?MOSFET管Ql截止時,第一電感LI中的存儲能量向第二電容C2充電,與整流以后的電壓VD疊加,一個倒置的饅頭波就被疊加在正向饅頭波之上,因為這兩種圖形幾何面積是互補的,所以UO輸出就等于1,COS0=1。該電路最大的優(yōu)點是只把輸入功率的極小部分進行功率轉(zhuǎn)換,而輸入端的大部分功率不進實際轉(zhuǎn)換,直接達到輸出端成為輸出功率,其效率可視為100%。第一 MOSFET管Ql由第一 PWM調(diào)整模塊進行驅(qū)動,驅(qū)動信號只需采用普通PWM芯片即可,本電路采用TEXAS INSTRUMENTS (德州儀器)公司的UC2844芯片作為第一 PWM調(diào)整模塊控制信號使用,價格低廉。輔助供電是有第一電感LI的另一路同心繞組提供,該電路擁有非常廣泛的應(yīng)用空間。2、零電壓零電流雙激組合變換器所述高頻變壓器:由第一變壓器BT1、第二變壓器BT2組成。所述雙正激組合電路:由第四電容C4、第五電容C5、第二 MOSFET管Q2、第三MOSFET管Q3、第四MOSFET管Q4、第五MOSFET管Q5、第七二極管D7、第八二極管D8、第九二極管D9、第十二極管D10、第i^一二極管D11、第十二二極管D12、第二電感L2、第三電感L3組成。所述第四電容C4的負極與所述第五電容C5的正極相連,所述第四電容C4的正極分別與所述第二 MOSFET管Q2的漏極、第八二極管D8的負極相連且相連的連接點作為零電壓零電流雙正激組合變換器的電源輸入端與所述單級PFC微功耗處理單元相連;所述第二MOSFET管Q2的柵極與所述驅(qū)動脈沖處理單元相連,所述第二 MOSFET管Q2的源極分別與所述第七二極管D7的負極、第十一二極管Dll的正極相連,所述第十一二極管Dll的負極通過第二電感L2與所述第一變壓器BTl的第一針腳相連;所述第一變壓器BTl的第二針腳分別與所述第八二極管D8的正極、第三MOSFET管Q3的漏極相連,所述第三MOSFET管Q3的柵極與所述驅(qū)動脈沖處理單元相連,所述第三MOSFET管Q3的源極分別與所述第七二極管D7的正極、第四電容C4的負極、第五電容C5的正極、第十二極管DlO的負極、第四MOSFET管Q4的漏極相連;所述第四MOSFET管Q4的柵極與所述驅(qū)動脈沖處理單元相連,所述第四MOSFET管Q4的源極分別與所述第九二極管D9的負極、第十二二極管D12的正極相連,所述第十二二極管D12的負極通過第三電感L3與所述第二變壓器BT2的第一針腳相連,所述第二變壓器BT2的第二針腳分別與所述第十二極管DlO的正極、第五MOSFET管Q5的漏極相連,所述第五MOSFET管Q5的 柵極與所述驅(qū)動脈沖處理單元相連,所述第五MOSFET管Q5的源極分別與所述第九二極管D9的正極、第五電容C5的負極相連且相連的連接點作為零電壓零電流雙正激組合變換器的共負端與所述單級PFC微功耗處理單元相連。所述副邊高頻整流濾波電路:由第十三二極管D13、第十四二極管D14、第十五二極管D15、第十六二極管D16、第四電感L4、第五電感L5、第六電容C6、第七電容C7、第八電容CS、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5組成。所述第十三二極管D13的正極與所述第一變壓器BTl的第三針腳相連,所述第十三二極管D13的負極分別與所述第十四二極管D14的負極、第四電感L4的一端相連,所述第四電感L4的另一端分別與所述第六電容C6的正極、第三電阻R3的一端、第八電容CS的正極相連且相連的連接點作為零電壓零電流雙正激組合變換器的直流電壓正極輸出端與所述電池組相連;所述第三電阻R3的另一端分別與所述第二 PWM調(diào)整模塊、第四電阻R4的一端相連,所述第四電阻R4的另一端分別與所述第八電容CS的負極、第二 PWM調(diào)整模塊、第五電阻R5的一端相連且相連的連接點作為零電壓零電流雙正激組合變換器的輸出共負端與所述電池組相連;所述第五電阻R5的另一端分別與所述第七電容C7的負極、第十六二極管D16的正極、第二變壓器BT2的第四針腳相連;所述第十四二極管D14的正極分別與所述第一變壓器BTl的第四針腳、第六電容C6的負極、第七電容C7的正極、第五電感L5的一端相連,所述第五電感L5的另一端分別與所述第十六二極管D16的負極、第十五二極管D15的負極相連,所述第十五二極管D15的正極與所述第二變壓器BT2的第三針腳相連。所述第一變壓器BTl的第一針腳與第三針腳為同名端;所述第二變壓器BT2的第一針腳與第三針腳為同名端。所述電流互感器為穿心電感,所述第二變壓器BT2的原邊繞組第二針腳經(jīng)過電流互感器的圓心與所述第五MOSFET管Q5的柵極相連?,F(xiàn)代的功率變流技術(shù)主要有單管型有正激式和反激式等;雙管型有雙管正激式和雙管反激式,推挽式和半橋式等;四管式直流變換器是全橋式,在中功率及大功率變換器中多采用全橋式,特別是在軟開關(guān)技術(shù)的支持下應(yīng)用更為廣泛。而本實用新型采用雙管式的正激變換技術(shù)使其在大功率變流中得到應(yīng)用。本實用新型零電壓零電流雙正激組合變換器克服了其它變換器中開關(guān)電壓應(yīng)力不高的缺點,每個MOSFET開關(guān)管只需承受輸入直流電壓,不需要采用特殊的磁復(fù)位電路就可以保證變壓器的可靠磁復(fù)位。串聯(lián)工作的MOSFET開關(guān)管工作在同相位,而且它的每一個橋臂都是由一個二極管與一個MOSFET開關(guān)管串聯(lián)組成,不存在橋臂直通的危險,可靠性高。因此本實用新型零電壓零電流雙正激組合變換器具有其它變換器無法比擬的優(yōu)點。本實用新型通過對雙正激變換器進行并、串組合,可以克服其占空比小的缺點,提高了變壓器的利用率和變換器的等效占空比,適合應(yīng)用于高輸入和輸出電壓的大功率場合。實現(xiàn)MOSFET開關(guān)管的零電壓零電流開通與關(guān)斷,降低MOSFET開關(guān)管的功耗。所述的零電壓零電流雙正激組合變換器,由PWM脈寬部分、功率MOSFET管、箝位二極管、高頻變壓器、副邊整流部分、輔助供電和反饋網(wǎng)絡(luò)組成。PWM脈寬部分是由普通的調(diào)制芯片UC2846作為第二 PWM調(diào)整模塊;電壓和電流反饋網(wǎng)絡(luò)由驅(qū)動脈沖處理單元構(gòu)成,分別為第二 MOSFET管Q2、第三MOSFET管Q3、第四MOSFET管Q4、第五MOSFET管Q5提供驅(qū)動信號;第七二極管D7、第八二極管D8、第九二極管D9、第十二極管DlO分別把第二 MOSFET管Q2、第三MOSFET管Q3、第四MOSFET管Q4、第五MOSFET管Q5的電壓箝位在輸入電壓相同值,因此使第二 MOSFET管Q2、第三MOSFET管Q3、第四MOSFET管Q4、第五MOSFET管Q5在截止期間承受的電壓與輸入電壓相等,增加了第二 MOSFET管Q2、第三MOSFET管Q3、第四MOSFET管Q4、第五MOSFET管Q5的應(yīng)力;第一變壓器BTl、第二變壓器BT2組成高頻變壓器,負責(zé)能量傳遞與隔離;副邊整流部分由整流二極管第十三二極管D13、第十五二極管D15,續(xù)流二極管第十四二極管D14、第十六二極管D16,第一變壓器BT1、第二變壓器BT2的副邊繞組以及第四電感L4、第五電感L5、第六電容C6、第七電容C7組成;再加上輔助供電和反饋網(wǎng)絡(luò)組成整個零電壓零電流雙正激組合變換器。兩個相同的雙正激變換器在原邊串聯(lián),采用兩個高頻變壓器分別整流,減小變壓器銅耗。在一定的負載范圍內(nèi)不需采用任何有源或無源輔助電路,由變壓器漏感電流及第二電感L2、第三電感L3的作用實現(xiàn)了第二MOSFET管Q2、第四MOSFET管Q4的零電流開通、零電壓關(guān)斷,利用漏感電流和第二電感L2、第三電感L3電流實現(xiàn)第三MOSFET管Q3、第五MOSFET管Q5的零電流開通、零電壓關(guān)斷。所述零電壓零電流雙正激組合變換器的優(yōu)點是高頻變壓器原邊側(cè)沒有環(huán)流存在,由于箝位二極管(第七二極管D7、第八二極管D8、第九二極管D9、第十二極管D10)和電感L (第二電感L2、第三電感L3)的作用,減小了副邊續(xù)流二極管(第十四二極管D14、第十六二極管D16)反向恢復(fù)引起的電壓尖峰,降低了電磁干擾。所述零電壓零電流雙正激組合變換器與現(xiàn)有功率轉(zhuǎn)換電路相比無需專業(yè)復(fù)雜的移相調(diào)制芯片就能實現(xiàn)零電流零電壓的開關(guān)變換。
權(quán)利要求1.一種電池組管理功率模塊,其特征在于:包括EMC濾波模塊、單級PFC微功耗處理單元、零電壓零電流雙正激組合變換器、微控制器、輔助供電單元,所述單級PFC微功耗處理單元包括工頻整流電路、PFC補償電路、第一 PWM調(diào)整模塊;所述零電壓零電流雙正激組合變換器包括雙正激組合電路、高頻變壓器、副邊高頻整流濾波電路、驅(qū)動脈沖處理單元、第二 PWM調(diào)整模塊; 所述EMC濾波模塊、工頻整流電路、PFC補償電路、雙正激組合電路、高頻變壓器、副邊高頻整流濾波電路依次相連;所述第一 PWM調(diào)整模塊分別與所述PFC補償電路、輔助供電單元相連;所述驅(qū)動脈沖處理單元分別與所述雙正激組合電路、第二 PWM調(diào)整模塊、輔助供電單元相連;所述微控制器分別與所述第二 PWM調(diào)整模塊、輔助供電單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池組管理功率模塊,其特征在于:所述工頻整流電路由第一整流二極管D1、第二整流二極管D2、第三整流二極管D3、第四整流二極管D4組成;所述第一整流二極管Dl的正極與所述第二整流二極管D2的負極相連,所述第二整流二極管D2的正極與所述第四整流二極管D4的正極相連,所述第四整流二極管D4的負極與所述第三整流二極管D3的正極相連,所述第三整流二極管D3的正極與所述第一整流二極管Dl的負極相連;所述EMC濾波模塊的一端連于第一整流二極管Dl的正極與第二整流二極管D2的負極之間,所述EMC濾波模塊的另一端連于第四整流二極管D4的負極與第三整流二極管D3的正極之間; 所述PFC補償電路由第一電感L1、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第五二極管D5、第六二極管D6、第一電阻R1、第二電阻R2、第一 MOSFET管Ql組成; 所述第一電容Cl的一端連于第一整流二極管Dl的負極與第三整流二極管D3的負極之間、并且分別與所述第一電感LI的一端、第二電容C2的一端相連;所述第一電感LI的另一端分別與所述第一 MOSFET管Ql的漏極、所述第五二極管D5的正極相連,所述第五二極管D5的負極分別與所述第二電容C2的另一端、第一電阻Rl的一端、第六二極管D6的正極相連;所述第六二極管D6的負極與所述第三電容C3的正極相連且相連的連接點作為所述單級PFC微功耗處理單元的直流電壓輸出正端與所述零電壓零電流雙激組合變換器相連;所述第一電阻Rl的另一端分別與所述第一PWM調(diào)整模塊、第二電阻R2的一端相連,所述第二電阻R2的另一端分別與所述第三電容C3的負極、第一 MOSFET管Ql的源極、第一電容Cl的另一端相連且相連的連接點作為所述單級PFC微功耗處理單元的直流電壓輸出負端與所述零電壓零電流雙激組合變換器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池組管理功率模塊,其特征在于:所述高頻變壓器由第一變壓器BT1、第二變壓器BT2組成; 所述雙正激組合電路由第四電容C4、第五電容C5、第二 MOSFET管Q2、第三MOSFET管Q3、第四MOSFET管Q4、第五MOSFET管Q5、第七二極管D7、第八二極管D8、第九二極管D9、第十二極管D10、第i^一二極管D11、第十二二極管D12、第二電感L2、第三電感L3組成; 所述第四電容C4的負極與所述第五電容C5的正極相連, 所述第四電容C4的正極分別與所述第二 MOSFET管Q2的漏極、第八二極管D8的負極相連且相連的連接點作為零電壓零電流雙正激組合變換器的電源輸入端與所述單級PFC微功耗處理單元相連;所述第二MOSFET管Q2的柵極與所述驅(qū)動脈沖處理單元相連,所述第二 MOSFET管Q2的源極分別與所述第七二極管D7的負極、第十一二極管Dll的正極相連,所述第十一二極管Dll的負極通過第二電感L2與所述第一變壓器BTl的第一針腳相連;所述第一變壓器BTl的第二針腳分別與所述第八二極管D8的正極、第三MOSFET管Q3的漏極相連,所述第三MOSFET管Q3的柵極與所述驅(qū)動脈沖處理單元相連,所述第三MOSFET管Q3的源極分別與所述第七二極管D7的正極、第四電容C4的負極、第五電容C5的正極、第十二極管DlO的負極、第四MOSFET管Q4的漏極相連;所述第四MOSFET管Q4的柵極與所述驅(qū)動脈沖處理單元相連,所述第四MOSFET管Q4的源極分別與所述第九二極管D9的負極、第十二二極管D12的正極相連,所述第十二二極管D12的負極通過第三電感L3與所述第二變壓器BT2的第一針腳相連,所述第二變壓器BT2的第二針腳分別與所述第十二極管DlO的正極、第五MOSFET管Q5的漏極相連,所述第五MOSFET管Q5的柵極與所述驅(qū)動脈沖處理單元相連,所述第五MOSFET管Q5的源極分別與所述第九二極管D9的正極、第五電容C5的負極相連且相連的連接點作為零電壓零電流雙正激組合變換器的共負端與所述單級PFC微功耗處理單元相連; 所述副邊高頻整流濾 波電路由第十三二極管D13、第十四二極管D14、第十五二極管D15、第十六二極管D16、第四電感L4、第五電感L5、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5組成; 所述第十三二極管D13的正極與所述第一變壓器BTl的第三針腳相連,所述第十三二極管D13的負極分別與所述第十四二極管D14的負極、第四電感L4的一端相連,所述第四電感L4的另一端分別與所述第六電容C6的正極、第三電阻R3的一端、第八電容C8的正極相連且相連的連接點作為零電壓零電流雙正激組合變換器的直流電壓正極輸出端;所述第三電阻R3的另一端分別與所述第二PWM調(diào)整模塊、第四電阻R4的一端相連,所述第四電阻R4的另一端分別與所述第八電容CS的負極、第二 PWM調(diào)整模塊、第五電阻R5的一端相連且相連的連接點作為零電壓零電流雙正激組合變換器的輸出共負端;所述第五電阻R5的另一端分別與所述第七電容C7的負極、第十六二極管D16的正極、第二變壓器BT2的第四針腳相連;所述第十四二極管D14的正極分別與所述第一變壓器BTl的第四針腳、第六電容C6的負極、第七電容C7的正極、第五電感L5的一端相連,所述第五電感L5的另一端分別與所述第十六二極管D16的負極、第十五二極管D15的負極相連,所述第十五二極管D15的正極與所述第二變壓器BT2的第三針腳相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種電池組管理功率模塊,其特征在于:所述零電壓零電流雙正激組合變換器中還設(shè)有與所述第二 PWM調(diào)整模塊相連的電流互感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電池組管理功率模塊,其特征在于:所述電流互感器為穿心電感,所述第二變壓器BT2的第二針腳經(jīng)過電流互感器的圓心與所述第五MOSFET管Q5的柵極相連。
專利摘要本實用新型為一種電池組管理功率模塊。包括EMC濾波模塊、工頻整流電路、PFC補償電路、第一PWM調(diào)整模塊、雙正激組合電路、高頻變壓器、副邊高頻整流濾波電路、驅(qū)動脈沖處理單元、第二PWM調(diào)整模塊、微控制器、輔助供電單元;所述EMC濾波模塊、工頻整流電路、PFC補償電路、雙正激組合電路、高頻變壓器、副邊高頻整流濾波電路依次相連;所述第一PWM調(diào)整模塊分別與PFC補償電路、輔助供電單元相連;所述驅(qū)動脈沖處理單元分別與雙正激組合電路、第二PWM調(diào)整模塊、輔助供電單元相連;所述微控制器分別與第二PWM調(diào)整模塊、輔助供電單元相連。本實用新型優(yōu)點是功率因數(shù)高、效率高,廣泛應(yīng)用于各類電源設(shè)備中節(jié)約資源。
文檔編號H02J7/02GK202918023SQ201220618900
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者狄原放, 金思義 申請人:上海華通自動化設(shè)備有限公司