一種10kW脈沖充電模塊的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 一種10kW脈沖充電模塊，屬于大功率脈沖充電技術領域。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有技術中，隨著電動汽車的興起，各種高性能的充電技術也逐漸推廣開來。目前在對電動汽車進行充電時，均采用傳統(tǒng)的恒流、恒壓充電方式，充電過程中電池發(fā)熱量較大，而且單個充電模塊功率較小。同時在充電時大都采用小模塊并聯(lián)輸出方式，均流控制復雜，而且存在一定的均流故障風險。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型要解決的技術問題是:克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種全程通過脈沖電源的方式對電動汽車中的蓄電池進行充電，大大降低了充電時發(fā)出的熱量，保證了充電安全的10kW脈沖充電模塊。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:該10kW脈沖充電模塊，其特征在于:包括EMI濾波單元、三相脈寬調制整流單元、功率因數(shù)校正單元、移相全橋變換單元、整流濾波單元、脈沖輸出接口單元、輸出參數(shù)檢測單元、主控單元以及脈沖控制單元；
[0005]380V交流電接入EMI濾波單元的輸入端，EMI濾波單元輸出端連接三相脈寬調制整流單元的輸入端，三相脈寬調制整流單元的輸出端連接功率因數(shù)校正單元的輸入端，功率因數(shù)校正單元的輸出端連接移相全橋變換單元的輸入端，移相全橋變換單元的輸出端連接整流濾波單元的輸入端，整流濾波單元的輸出端連接脈沖輸出接口單元，脈沖輸出接口單元連接電動汽車的蓄電池，對蓄電池進行充電，脈沖輸出接口單元同時連接輸出參數(shù)檢測單元，脈沖輸出接口單元的輸出端同時連接主控單元和脈沖控制單元的輸入端，脈沖控制單元的輸出端連接主控單元的輸入端，主控單元的輸出端連接移相全橋變換單元。
[0006]優(yōu)選的，所述的輸出參數(shù)檢測單元包括型號為LM2904的集成芯片U14，所述的脈沖輸出接口單元的輸出正極同時并聯(lián)電阻R14~R15的一端，電阻R14的另一端串聯(lián)電阻R17后同時并聯(lián)集成芯片U14的6腳和電阻R22的一端，電阻R22的另一端接地；電阻R15的另一端串聯(lián)電阻R18后同時并聯(lián)集成芯片U14的3腳和電阻R23的一端，電阻R23的另一端接地，集成芯片U14的2腳和5腳同時并聯(lián)電阻R21、電容C19的一端以及基準電壓芯片U15的控制端和陰極，基準電壓芯片U15的陽極以及電容C19的另一端接地，電阻R21的另一端連接直流電源VCC1，集成芯片U14的1腳和7腳分別連接二極管D2~D1的陽極，二極管D1~D2的陰極同時連接所述的主控單元。
[0007]優(yōu)選的，所述的主控單元包括型號為UC3875的集成芯片U7以及型號為TC4424的集成芯片U6，集成芯片U7的1腳同時并聯(lián)電阻R1、電阻R3以及電容C5的一端，電阻R1的另一端連接集成芯片U7的18腳，電阻R3的另一端分別并聯(lián)電阻R4、電容C6的一端和集成芯片U7的4腳，電阻R4以及電容C5~C6的另一端接地，集成芯片U7的2腳同時并聯(lián)電阻R2、電容C4的一端，電容C4的另一端連接集成芯片U7的3腳，電阻R2的另一端串聯(lián)電容C3連接集成芯片U7的3腳，集成芯片U7的5腳同時并聯(lián)電容C7接地，集成芯片U7的6腳同時并聯(lián)電解電容C1的正極和電阻R5的一端，電解電容C10的另一端接地，電阻R5的另一端連接三極管Q1的集電極，三極管Q1的基極同時并聯(lián)電阻R11~R12的一端以及電容C17的一端，電阻R11的另一端連接主控單元，三極管Q1的發(fā)射極以及電阻R12、電容C17的另一端接地；
[0008]集成芯片U7的7腳同時并聯(lián)電容C11以及電阻R7接地，集成芯片U7的10~11腳同時并聯(lián)電容C13~C16的一端以及直流電源VCC，電容C13~C16的另一端接地，集成芯片U7的12腳和20腳接地，集成芯片U7的15腳同時并聯(lián)電阻R8和電容C12接地，集成芯片U7的16腳同時并聯(lián)電阻R6和電容C8接地，集成芯片U7的17腳串聯(lián)電阻R9接地，19腳串聯(lián)電容C9接地，集成芯片U7的9腳、8腳、14腳、13腳分別連接集成芯片U6的1腳~4腳，集成芯片U6的5腳~8腳連接所述的移相全橋變換單元。
[0009]優(yōu)選的，所述的脈沖控制單元包括型號為TLC5615的集成芯片U10、型號分別為TLC5615以及LM2904的集成芯片U12~U13以及型號為PC817的集成芯片U16，集成芯片U13的1腳和7腳分別連接二極管D3~D4的陰極，二極管D3~D4的陽極同時連接集成芯片U16的2腳，集成芯片U16的1腳和4腳同時連接電源VCC1，集成芯片U16的3腳連接主控單元，集成芯片U13的4腳接地，3腳連接集成芯片U11的7腳，集成芯片U11的1~3腳同時連接主控單元，集成芯片U13的5腳連接集成芯片U10的7腳，集成芯片U10的1~3腳連接主控單元，集成芯片U10~U11的5腳相連，集成芯片U10~U11的8腳同時連接直流電源VCC1，集成芯片U10~U11的6腳同時連接基準電壓芯片U12的控制端和陰極、電阻R10以及電容C18的一端，電容C18的另一端以及基準電壓芯片U12的陽極接地，電阻R10的另一端連接直流電源VCC1。集成芯片U13的6腳分別并聯(lián)電阻R16、電阻R19的一端，電阻R16的另一端串聯(lián)電阻R13連接脈沖輸出接口單元的輸出正極，電阻R19的另一端串聯(lián)電阻R20連接脈沖輸出接口單元的輸出負極。
[0010]優(yōu)選的，所述的移相全橋變換單元包括移相全橋變換電路以及與之相連的移相全橋變壓器。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所具有的有益效果是:
[0012]本實用新型的10kW脈沖充電模塊，脈沖控制單元根據(jù)輸出參數(shù)檢測單元所檢測到的脈沖輸出接口單元輸出的參數(shù)以及負載信息等參數(shù)，對參數(shù)進行分析和計算。并將計算得到的結果送至主控單元中，然后集主控單元對移相全橋變換單元中進行控制，對移相全橋變換單元的脈沖輸出的寬度進行調節(jié)，從而實現(xiàn)對脈沖輸出電流和脈沖輸出電壓的調節(jié)。最終達到脈沖模塊，根據(jù)負載狀態(tài)信息變化，實時輸出最佳參數(shù)的目的，同時避免了現(xiàn)有技術中傳統(tǒng)的恒流、恒壓充電方式，充電時發(fā)出的熱量大大減小。
【附圖說明】
[0013]圖1為10kW脈沖充電模塊原理方框圖。
[0014]圖2為10kW脈沖充電模塊電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]圖1~2是本實用新型的最佳實施例，下面結合附圖1~2對本實用新型做進一步說明。
[0016]如圖1所示，一種10kW脈沖充電模塊，包括EMI濾波單元、三相脈寬調制整流單元、功率因數(shù)校正單元、移相全橋變換單元、整流濾波單元、脈沖輸出接口單元、輸出參數(shù)檢測單元、主控單元以及脈沖控制單元。380V交流電接入EMI濾波單元的輸入端，EMI濾波單元輸出端連接三相脈寬調制整流單元的輸入端，三相脈寬調制整流單元的輸出端連接功率因數(shù)校正單元的輸入端，功率因數(shù)校正單元的輸出端連接移相全橋變換單元的輸入端，移相全橋變換單元的輸出端連接整流濾波單元的輸入端，整流濾波單元的輸出端連接脈沖輸出接口單元，脈沖輸出接口單元連接電動汽車的蓄電池，對蓄電池進行充電。脈沖輸出接口單元同時連接輸出參數(shù)檢測單元，脈沖輸出接口單元的輸出端同時連接主控單元和脈沖控制單元的輸入端，脈沖控制單元的輸出端連接主控單元的輸入端，主控單元的輸出端連接移相全橋變換單元。
[0017]380V交流電接入EMI濾波模塊后，由EMI濾波單元進行EMI濾波，完成EMI濾波后的交流電進入三相脈寬調制整流單元進行脈寬調制和整流，然后進入功率因數(shù)矯正單元進行功率因數(shù)校正。完成功率因數(shù)矯正的電源進入移相全橋變換單元進行電源變換，完成電源變換之后進入整流濾波單元進行整流濾波，完成整流濾波之后，由脈沖輸出接口單元將脈沖充電電源進行輸出，對連接在其上的蓄電池進行充電。
[0018]脈沖輸出接口單元的輸出端輸出的參數(shù)同時送入輸出參數(shù)檢測單元中，由輸出參數(shù)檢測單元將脈沖輸出接口單元輸出的參數(shù)進行采集并分別送至主控單元和脈沖控制單元中，脈沖控制單元對接收到的脈沖輸出參數(shù)進行計算，并將計算結果送至主控單元中，再由主控單元對移相全橋變換單元進行控制，對移相全橋變換單元的脈沖輸出的寬度進行調節(jié)，從而實現(xiàn)對脈沖輸出電流和脈沖輸出電壓的調節(jié)。
[0019]如圖2所示，三相交流電U、V、W同時接入模塊U4的輸入端，模塊U4的輸出端分別連接模塊U5的輸入端，模塊U5的輸出端同時連接模塊U1的輸入端，模塊U1的輸出端同時連接模塊U3的輸入端。模塊U3的輸出端一端串聯(lián)電感L1之后連接變壓器T1原邊繞組的一端，模塊U3的另一個輸出端直接連接變壓器T1原邊繞組的另一端。變壓器T1副邊繞組的兩端分別接入模塊U2的兩輸入端，模塊U2的輸出端正極以及輸出端負極(接地端)之間并聯(lián)有電容C1~C2，變壓器T1副邊繞組的中點同時接地。
[0020]在本10kW脈沖充電模塊中，模塊U1~U5均表示一組電路而不是具體芯片，模塊U1~U2分別對應圖1中的功率因數(shù)校正單元、整流濾波單元，模塊U3以及變壓器T1為圖1中的移相全橋變換單元，模塊U4~U5為圖1中的EMI濾波單元以及三相脈寬調制單元。在本10kW脈沖充電模塊中，EMI濾波單元、功率因數(shù)校正單元、整流濾波單元、移相全橋變換單元以及三相脈寬調制單元均可采用現(xiàn)有技術中常規(guī)的EMI濾波電路、功率因數(shù)校正電路、整流濾波電路、移相全橋變換電路以及脈寬調制電路實現(xiàn)。整流濾波電路(及模塊U2)的兩輸出端分別為上述的脈沖輸出接口單元，用于輸出脈沖充電信號為蓄電池(圖中未畫出)進行充電。
[0021]集成芯片U9的3腳和4腳分別連接模塊U2的輸出負極和輸出正極，集成芯片U9的1腳連接上述的脈沖控制單元。集成芯片U9的2腳與集成芯片U8的3腳相連，4腳同時連接電源VCC以及電容C20~C22的一端，電容C20~C22的另一端接地。集成芯片U8的1腳和2腳分別連接直流電源VCC1和U16的5腳。
[0022]集成芯片U13的1腳和7腳分別連接二極管D3~D4的陰極，二極管D3~D4的陽極同時連接集成芯片U16的2腳，集成芯片U16的1腳和4腳同時連接電源VCC1，集成芯片U16的3腳連接主控單元。集成芯片U13的4腳接地，3腳連接集成芯片U11的7腳。集成芯片U11的1~3腳同時連接主控單元。集成芯片U13的5腳連接集成芯片U10的7腳，集成芯片U10的1~3腳連接主控單元。集成芯片U10~U11的5腳相連，集成芯片U10~U11的8腳同時連接直流電源VCC1，集成芯片U10~U11的6腳同時連接基準電壓芯片U12的控制端和陰極、電阻R10以及電容C18的一端，電容C18的另一端以及基準電壓芯片U12的陽極接地，電阻R10的另一端連接直流