一种电动汽车用ac-dc充电器

文档序号:1749271 发布日期:2019-11-29 浏览:33次 >En<

阅读说明:本技术 一种电动汽车用ac-dc充电器 (A kind of AC-DC charger for electric vehicle ) 是由 丁左武 倪永娟 于 2019-09-19 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种电动汽车用AC-DC充电器,包括AC-DC整流电路和DC-DC输出电压值控制电路,AC-DC整流电路将交流单相电源或交流三相电源整流成直流电,所述DC-DC输出电压值控制电路包括CPU,CPU的脉宽调制信号输出端与光耦的输入端相连,光耦的输出端与驱动模块的控制脉冲输入端相连,驱动模块的驱动脉冲输出端分别与各IGBT的栅极相连;各IGBT的集电极并联后与整流后直流正极相连,充电插座连接在各IGBT的发射极与整流后直流负极之间;各IGBT的发射极与整流后直流负极之间连接有多个相互并联的充电侧续流二极管。各IGBT的发射极与充电插座之间串联有防反充二极管和电感,充电插座两端并联有电容,IGBT发射极与直流负极之间串联有下拉电阻。该充电器制造成本低,充电可靠效率高。(The present invention relates to a kind of AC-DC chargers for electric vehicle, including AC-DC rectification circuit and DC-DC output voltage duty control circuit, AC single phase power supply or three-phase ac power supply are rectified into direct current by AC-DC rectification circuit, the DC-DC output voltage duty control circuit includes CPU, the pulse-width signal output end of CPU is connected with the input terminal of optocoupler, the output end of optocoupler is connected with the control pulse input end of drive module, and the driving pulse output end of drive module is connected with the grid of each IGBT respectively;Be connected after the collector of each IGBT is in parallel with direct-flow positive pole after rectification, charging socket be connected to each IGBT emitter and rectification after between direct current cathode;Multiple charged side freewheeling diodes parallel with one another are connected with after the emitter of each IGBT and rectification between direct current cathode.Anti-reverse charging diode and inductance are in series between the emitter and charging socket of each IGBT, charging socket both ends are parallel with capacitor, are in series with pull down resistor between IGBT emitter and direct current cathode.The charger manufacturing cost is low, and charging is reliable high-efficient.)

一种电动汽车用AC-DC充电器

技术领域

本发明涉及一种充电器,特别涉及一种电动汽车用AC-DC充电器,属于电动汽车用充电器技术领域。

背景技术

随着电动汽车的普及,其充电器的需求量越来越大。传统的电动汽车充电器多采用两种模式,一种是利用高频变压器进行交流AC—直流DC电源转换,采用大功率IGBT控制充电电流,该充电器中IGBT的开关频率过快,超过1KHZ,IGBT的功耗较高,充电器自身发热比较严重,自身温升较高,既浪费能量,又影响安全。

另一种是利用工频变压器进行交流AC—直流DC电源转换,也采用大功率IGBT控制充电电流,IGBT的开关频率虽然很低,在100HZ,但是工频变压器的体积太大,且质量太大,成本太高,占据空间大,取放也不方便。

此外,变压器固有的铜损和铁损使得充电器的转换效率比较低,充电运行成本也比较高。

发明内容

本发明的目的在于,克服现有技术中存在的问题,提供一种电动汽车用AC-DC充电器,省去高频变压器或者工频变压器,制造成本低,充电效率高,且充电电流可控。

为解决以上技术问题,本发明的一种电动汽车用AC-DC充电器,包括AC-DC整流电路和DC-DC输出电压值控制电路,AC-DC整流电路将交流单相电源或交流三相电源整流成直流电,所述DC-DC输出电压值控制电路包括CPU,CPU的脉宽调制信号输出端CPU-PWM1与光耦G1的输入端相连,光耦G1的输出端与驱动模块U4的控制脉冲输入端U4-IN相连,驱动模块的驱动脉冲输出端U4-HO分别与各IGBT的栅极相连;各IGBT的集电极并联后与整流后直流正极VIN+相连,充电插座CZ连接在各IGBT的发射极与整流后直流负极VIN-之间;各IGBT的发射极与整流后直流负极VIN-之间连接有多个相互并联的充电侧续流二极管。

相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:蓄电池XDCH的充电插头与充电插座CZ的插接采用防插反结构,汽车用蓄电池的充电电流比较大,可达100A以上,蓄电池XDCH的两端并联有空调、风扇、压缩机、大灯、喇叭等大功率车用电器;单个IGBT的额定充电电流虽然能够达到150A,但是实际应用中IGBT的散热不能够达到最理想的状态;IGBT的针脚不能够长时间承受大电流;过高的电流使得IGBT的内阻发热严重。IGBT打开和关断过程产生的热量严重影响控制器的安全运行。本发明采用多个相互并联的IGBT1、IGBT2至IGBTn控制充电电流,并采用多个相互并联的充电侧续流二极管EJG1、EJG2至EJGn进行续流。可以采用MC9S12XS128MAA单片机作为AC-DC充电器的控制系统CPU。当IGBT1、IGBT2至IGBTn关断时,连接在充电插座CZ上的负载因自感电动势产生的自感电流可以通过充电侧续流二极管EJG1、EJG2至EJGn在负载内部消耗。CPU的脉宽调制信号输出端CPU-PWM1输出的占空比信号经过光耦G1的高、低压隔离,送入驱动模块U4的控制脉冲输入端U4-IN,经驱动模块U4放大后,由驱动脉冲输出端U4-HO输出占空比信号,经过限流电阻XLR1、XLR2至XLRn限流后,控制IGBT1、IGBT2至IGBTn的占空比,从而满足充电插座CZ的额定电压需求。该充电器省去了通常使用的高频变压器或工频变压器,消除了由变压器带来的铜损和铁损,IGBT的开关频率可以控制在200HZ以下,IGBT的开关功耗小,发热量小,电能转换率及充电效率高。

作为本发明的改进,CPU的脉宽调制信号输出端CPU-PWM1通过限流电阻R1与光耦G1的输入正极相连,光耦G1的输入负极与CPU-GND相连,光耦G1的输入正负极之间连接有下拉电阻R2;光耦G1的输出端集电极与+15V电源相连,光耦G1的输出端发射极与驱动模块U4的控制脉冲输入端U4-IN相连,控制脉冲输入端U4-IN通过下拉电阻R3与驱动地端QD-GND相连,光耦G1的输出端并联有续流二极管D1;驱动模块U4的工作电源端U4-Vcc与+15V电源相连,驱动模块U4的输入地端U4-COM与驱动地端QD-GND相连且通过电容C1与+15V电源相连,充电插座CZ的上端与输出级参考地端U4-Vs相连,输出级参考地端U4-Vs通过电容C2与输出级工作电源端U4-VB相连,输出级工作电源端U4-VB通过二极管D2与+15V电源相连;各IGBT的发射极与整流后直流负极VIN-之间串联有电阻R4与电容C3。CPU的脉宽调制信号输出端CPU-PWM1输出的占空比信号经限流电阻R1限流后送至光耦G1的输入端,下拉电阻R2确保CPU-PWM1输出逻辑电平“0”时,光耦G1的输入端电平也为逻辑“0”,发光二极管确保能够可靠地截止;当驱动模块U4的控制脉冲输入端U4-IN的电压突然升高时,续流二极管D1进行续流;电容C1作为稳压电容,电容C2和二极管D2组成自举电路,产生VB电压;电阻R4与电容C3构成储能电路。驱动模块U4将控制脉冲输入端U4-IN输入的占空比信号放大后,由驱动脉冲输出端U4-HO输出相同的占空比,控制IGBT1、IGBT2至IGBTn的通断。

作为本发明的进一步改进,各IGBT的发射极与充电插座CZ之间串联有防反充二极管组和电感L4,防反充二极管组包括多个相互并联的防反充二极管,充电插座CZ的两端并联有电容C4,各IGBT的发射极与整流后直流负极VIN-之间串联有下拉电阻R5。多个相互并联的防反充二极管DF1至DFn可以通过较大的充电电流,当各IGBT关断时,可以防止蓄电池XDCH反向充电。电感L4对充电电压进行滤波,电容C4起稳压作用,可以提高充电插座CZ端电压的稳定性。下拉电阻R5的阻值较大,功耗较小,当各IGBT截止时,G点的电荷通过电阻R5释放完,G点变成低电位;当IGBT导通的时候,G点的电位变高;G点的高、低电位变换,使驱动模块U4能够正常工作。

作为本发明的进一步改进,充电插座CZ的上端与CPU-GND之间连接有充电电压检测电路,充电电压检测电路包括直流电压隔离传感器U6和单电源运算缓冲放大器U7,充电插座CZ的上端通过相互串联的分压电阻R7和分压电阻R8接入直流电压隔离传感器U6的输入端,直流电压隔离传感器U6的输出端通过限流电阻与单电源运算缓冲放大器U7的输入端相连,单电源运算缓冲放大器U7的输出端OUT与CPU的PAD2端口相连。由于电压检测点H点的电压较高,CPU无法直接读取H点的电压值,利用分压电阻R7和分压电阻R8进行分压,使直流电压隔离传感器U6的第2脚和第4脚之间的电压值满足其对输入电压值的要求;通过直流电压隔离传感器U6实现H点的高电压与CPU使用的低电压的隔离。稳压器MC7805为直流电压隔离传感器U6的输入侧提供+5V电源;直流电压隔离传感器U6的第4脚输入地与CPU-GND隔离,避免了高电压的地对CPU-GND的影响。单电源运算缓冲放大器U7 把检测到的电压信号值放大后,从OUT端口送入CPU的PAD2端口,CPU读取PAD2的值,计算出蓄电池XDCH的端电压并提供给CPU,CPU输出初始的PWM波,控制IGBT输出的占空比,根据PID算法,在最高充电电压范围内,依据电流传感器检查到的充电电流,调节PWM占空比。当蓄电池XDCH的端电压达到额定充电电压之后,表示充电电满,PWM占空比变为0,蓄电池静置10分钟,再进行涓流充电。

作为本发明的进一步改进,交流电源相电压接入多路输出AC-DC转换器的输入端,且多路输出AC-DC转换器的输入端之间连接有电容C5;多路输出AC-DC转换器的输出负极一VO1-与CPU-GND相连,多路输出AC-DC转换器的输出正极一VO1+向CPU提供+5V电源;多路输出AC-DC转换器的输出负极二VO2-与驱动地端QD-GND相连,多路输出AC-DC转换器的输出正极二VO2+向驱动模块U4提供+15V电源;整流后直流负极VIN-与驱动地端QD-GND之间通过电感L5相互连接;多路输出AC-DC转换器的输出负极一VO1-与输出正极一VO1+之间连接有续流二极管D5,多路输出AC-DC转换器的输出正极一VO1+与CPU+5V电源之间串联有电感L6,CPU+5V与CPU-GND之间并联连接有电容C6及电容C7;多路输出AC-DC转换器的输出负极二VO2-与输出正极二VO2+之间连接有续流二极管D6,多路输出AC-DC转换器的输出正极二VO2+与驱动模块+15V电源之间串联有电感L7,驱动模块+15V电源与驱动地端QD-GND之间并联连接有电容C8及电容C9。本发明中CPU用的电源电压为+5V,驱动模块U4用的电源电压为+15V;利用多路输出AC-DC转换器提供+5V和+15V电源。如果是单相220V交流电源,可以直接接入多路输出AC-DC转换器的输入端。如果是三相交流电源,可以将A相接多路输出AC-DC转换器输入端的Vi,将整流后直流负极VIN-接多路输出AC-DC转换器输入端的N。电容C5起到稳压作用,电感L5可以减小整流后直流电压的波动对驱动模块QD-GND的影响。电感L6与电容C6及电容C7构成+5V电源的滤波电路和稳压电路,可以使CPU的+5V电源的电压更加稳定,CPU-GND的电压突然升高时,续流二极管D5进行续流。电感L7与电容C8及电容C9构成+15V电源的滤波电路和稳压电路,可以使驱动模块U4的+15V电源的电压更加稳定,驱动地端QD-GND的电压突然升高时,续流二极管D6进行续流。

作为本发明的进一步改进,电路板上安装有温度传感器的T1,温度传感器的T1的温度信号输出端与CPU的PAD0端口相连,PAD0端口与CPU+5V电源之间串联有上拉电阻R13,温度传感器的T1的接地端与CPU-GND相连,CPU的PAD0端口与CPU-GND之间设有电容C10。温度传感器的T1为负温度系数,100℃时的电阻值为4.52kΩ,20℃时的电阻值为42.16kΩ;CPU读取PAD0的值,通过插值法,就可计算出电路板的温度值,如电路板的温度过高,则CPU的脉宽调制信号输出端CPU-PWM1输出的占空比可以为0/4,使充电器停止充电。

作为本发明的进一步改进,电感L4与充电插座CZ的正极之间安装有电流传感器H1,电流传感器H1的电流信号输出端与CPU的PAD1端口相连。电流传感器H1检测出蓄电池的充电电流并提供给CPU,CPU读取PAD1的值,调节PWM占空比。

作为本发明的进一步改进,充电插座CZ上设有按键开关CZ1,按键开关CZ1常开触头的一端与CPU-GND相连,按键开关CZ1常开触头的另一端与CPU的PJ6端口相连,CPU的PJ6端口通过上拉电阻R6与CPU+5V电源相连。按键开关CZ1未按下前,CPU的PJ6端口为逻辑“1”。按键开关CZ1按下后,按键背面的金属片将两弹簧片导通,CPU的PJ6端口接地变为逻辑“0”,使CPU得到充电启动信号,CPU的脉宽调制信号输出端CPU-PWM1输出的占空比信号,控制IGBT1、IGBT2至IGBTn的占空比,开始控制对蓄电池进行充电。

作为本发明的进一步改进,所述AC-DC整流电路设有A、B、C三相输入端,经过三相桥式整流及熔断器RX与整流后直流正极VIN+及整流后直流负极VIN-相连;A相输入端串联有电感L1,B相输入端串联有电感L2,C相输入端串联有电感L3。交流电源为单相电时,接A、B两个输入端。交流电源为三相电时,接A、B、C三相输入端,由整流二极管DZ1至整流二极管DZ6构成三相桥式整流电路。电感L1、电感L2和电感L3可以防止充电器在充电过程中,对电路中的其它用电器造成干扰。

作为本发明的进一步改进,该充电器还设有蓄电池电压值显示电路,所述蓄电池电压值显示电路包括数据锁存器一U1、数据锁存器二U2和数据锁存器三U3,数据锁存器一U1、数据锁存器二U2和数据锁存器三U3的数据输入端分别与CPU的PB0、PB1至PB7端相连,数据锁存器一U1、数据锁存器二U2和数据锁存器三U3的数据输出端分别与蓄电池电压显示数码管相连,数据锁存器一U1的片选输入端与CPU的PA0端口相连,数据锁存器二U2的片选输入端与CPU的PA1端口相连,数据锁存器三U3的片选输入端与CPU的PA2端口相连。CPU将计算得到的蓄电池电压值通过PB0、PB1至PB7端口送至数据锁存器一U1、数据锁存器二U2和数据锁存器三U3的数据输入端,由CPU的PA0端口控制数据锁存器一U1的片选输入端,PA1端口控制数据锁存器二U2的片选输入端,PA2端口控制数据锁存器三U3的片选输入端,使蓄电池电压显示数码管显示蓄电池电压值,供人员直接进行观察。

附图说明

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明作进一步详细的说明,附图仅提供参考与说明用,非用以限制本发明。

图1为本发明中AC-DC整流电路的电路原理图。

图2为本发明中蓄电池电压值显示电路原理图。

图3为本发明中DC-DC输出电压值控制电路原理图。

图4为本发明中充电电压检测电路图。

图5为本发明中充电插座上按键开关的结构及接线原理图。

图6为本发明控制系统用+5V/+15V电源的产生电路图。

图7为本发明中电路板的温度检测电路图。

图8为本发明中CPU的***电路图。

具体实施方式

如图1所示,本发明电动汽车用AC-DC充电器包括AC-DC整流电路,AC-DC整流电路将交流单相电源或交流三相电源整流成直流电。AC-DC整流电路设有A、B、C三相输入端,经过三相桥式整流及熔断器RX与整流后直流正极VIN+及整流后直流负极VIN-相连;A相输入端串联有电感L1,B相输入端串联有电感L2,C相输入端串联有电感L3。

交流电源为单相电时,接A、B两个输入端。交流电源为三相电时,接A、B、C三相输入端,由整流二极管DZ1至整流二极管DZ6构成三相桥式整流电路。电感L1、电感L2和电感L3可以防止充电器在充电过程中,对电路中的其它用电器造成干扰。

如图2所示,该充电器设有蓄电池电压值显示电路,蓄电池电压值显示电路包括数据锁存器一U1、数据锁存器二U2和数据锁存器三U3,数据锁存器一U1、数据锁存器二U2和数据锁存器三U3的数据输入端分别与CPU的PB0、PB1至PB7端相连,数据锁存器一U1、数据锁存器二U2和数据锁存器三U3的数据输出端分别与蓄电池电压显示数码管相连,数据锁存器一U1的片选输入端与CPU的PA0端口相连,数据锁存器二U2的片选输入端与CPU的PA1端口相连,数据锁存器三U3的片选输入端与CPU的PA2端口相连。

CPU将计算得到的蓄电池电压值通过PB0、PB1至PB7端口送至数据锁存器一U1、数据锁存器二U2和数据锁存器三U3的数据输入端,由CPU的PA0端口控制数据锁存器一U1的片选输入端,PA1端口控制数据锁存器二U2的片选输入端,PA2端口控制数据锁存器三U3的片选输入端,使蓄电池电压显示数码管显示蓄电池电压值,供人员直接进行观察。

如图3及图8所示,DC-DC输出电压值控制电路包括CPU,CPU的脉宽调制信号输出端CPU-PWM1与光耦G1的输入端相连,光耦G1的输出端与驱动模块U4的控制脉冲输入端U4-IN相连,驱动模块的驱动脉冲输出端U4-HO分别与各IGBT的栅极相连;各IGBT的集电极并联后与整流后直流正极VIN+相连,充电插座CZ连接在各IGBT的发射极与整流后直流负极VIN-之间;各IGBT的发射极与整流后直流负极VIN-之间连接有多个相互并联的充电侧续流二极管。

蓄电池XDCH的充电插头与充电插座CZ的插接采用防插反结构,汽车用蓄电池的充电电流比较大,可达100A以上,蓄电池XDCH的两端并联有空调、风扇、压缩机、大灯、喇叭等大功率车用电器;单个IGBT的额定充电电流虽然能够达到150A,但是实际应用中IGBT的散热不能够达到最理想的状态;IGBT的针脚不能够长时间承受大电流;过高的电流使得IGBT的内阻发热严重。IGBT打开和关断过程产生的热量严重影响控制器的安全运行。本发明采用多个相互并联的IGBT1、IGBT2至IGBTn控制充电电流,并采用多个相互并联的充电侧续流二极管EJG1、EJG2至EJGn进行续流。

可以采用MC9S12XS128MAA单片机作为AC-DC充电器的控制系统CPU。当IGBT1、IGBT2至IGBTn关断时,连接在充电插座CZ上的负载因自感电动势产生的自感电流可以通过充电侧续流二极管EJG1、EJG2至EJGn在负载内部消耗。CPU的脉宽调制信号输出端CPU-PWM1输出的占空比信号经过光耦G1的高、低压隔离,送入驱动模块U4的控制脉冲输入端U4-IN,经驱动模块U4放大后,由驱动脉冲输出端U4-HO输出占空比信号,经过限流电阻XLR1、XLR2至XLRn限流后,控制IGBT1、IGBT2至IGBTn的占空比,从而满足充电插座CZ的额定电压需求。

CPU的脉宽调制信号输出端CPU-PWM1通过限流电阻R1与光耦G1的输入正极相连,光耦G1的输入负极与CPU-GND相连,光耦G1的输入正负极之间连接有下拉电阻R2;光耦G1的输出端集电极与+15V电源相连,光耦G1的输出端发射极与驱动模块U4的控制脉冲输入端U4-IN相连,控制脉冲输入端U4-IN通过下拉电阻R3与驱动地端QD-GND相连,光耦G1的输出端并联有续流二极管D1;驱动模块U4的工作电源端U4-Vcc与+15V电源相连,驱动模块U4的输入地端U4-COM与驱动地端QD-GND相连且通过电容C1与+15V电源相连,充电插座CZ的上端与输出级参考地端U4-Vs相连,输出级参考地端U4-Vs通过电容C2与输出级工作电源端U4-VB相连,输出级工作电源端U4-VB通过二极管D2与+15V电源相连;各IGBT的发射极与整流后直流负极VIN-之间串联有电阻R4与电容C3。

CPU的脉宽调制信号输出端CPU-PWM1输出的占空比信号经限流电阻R1限流后送至光耦G1的输入端,下拉电阻R2确保CPU-PWM1输出逻辑电平“0”时,光耦G1的输入端电平也为逻辑“0”,发光二极管确保能够可靠地截止;当驱动模块U4的控制脉冲输入端U4-IN的电压突然升高时,续流二极管D1进行续流;电容C1作为稳压电容,电容C2和二极管D2组成自举电路,产生VB电压;电阻R4与电容C3构成储能电路。驱动模块U4将控制脉冲输入端U4-IN输入的占空比信号放大后,由驱动脉冲输出端U4-HO输出相同的占空比,控制IGBT1、IGBT2至IGBTn的通断。

各IGBT的发射极与充电插座CZ之间串联有防反充二极管组和电感L4,防反充二极管组包括多个相互并联的防反充二极管,充电插座CZ的两端并联有电容C4,各IGBT的发射极与整流后直流负极VIN-之间串联有下拉电阻R5。多个相互并联的防反充二极管DF1至DFn可以通过较大的充电电流,当各IGBT关断时,可以防止蓄电池XDCH反向充电。电感L4对充电电压进行滤波,电容C4起稳压作用,可以提高充电插座CZ端电压的稳定性。下拉电阻R5的阻值较大,功耗较小,当各IGBT截止时,G点的电荷通过电阻R5释放完,G点变成低电位;当IGBT导通的时候,G点的电位变高;G点的高、低电位变换,使驱动模块U4能够正常工作。

电感L4与充电插座CZ的正极之间安装有电流传感器H1,电流传感器H1的电流信号输出端与CPU的PAD1端口相连。电流传感器H1检测出蓄电池的充电电流并提供给CPU,CPU读取PAD1的值,调节PWM占空比。

如图4所示,充电插座CZ的上端与CPU-GND之间连接有充电电压检测电路,充电电压检测电路包括直流电压隔离传感器U6和单电源运算缓冲放大器U7,直流电压隔离传感器U6可以采用ACPL-C87X,单电源运算缓冲放大器U7可以采用DPA237NA/3K。

充电插座CZ上端的H点作为电压检测点,由于H点的电压较高,CPU无法直接读取H点的电压值,在H点串联分压电阻R7和分压电阻R8进行分压,使直流电压隔离传感器U6的第2脚和第4脚之间的电压值满足其对输入电压值的要求,分压电阻R7的下端接入直流电压隔离传感器U6的第2脚,分压电阻R8的下端接入直流电压隔离传感器U6的第4脚。通过直流电压隔离传感器U6实现H点的高电压与CPU使用的低电压的隔离。稳压器MC7805为直流电压隔离传感器U6的第1脚提供+5V电源;直流电压隔离传感器U6的第4脚输入地与CPU-GND隔离,避免了高电压的地对CPU-GND的影响。

直流电压隔离传感器U6输出端的第7脚通过限流电阻R9与单电源运算缓冲放大器U7的第3脚+IN相连,直流电压隔离传感器U6输出端的第6脚通过限流电阻R10与单电源运算缓冲放大器U7的第4脚-IN相连,单电源运算缓冲放大器U7的输出端第1脚OUT端口与CPU的PAD2端口相连。单电源运算缓冲放大器U7把检测到的电压信号值放大后,从OUT端口送入CPU的PAD2端口,CPU读取PAD2的值,计算出蓄电池XDCH的端电压并提供给CPU,CPU输出初始的PWM波,控制IGBT输出的占空比,根据PID算法,在最高充电电压范围内,依据电流传感器检查到的充电电流,调节PWM占空比。当蓄电池XDCH的端电压达到额定充电电压之后,表示充电电满,PWM占空比变为0,蓄电池静置10分钟,再进行涓流充电。

如图5所示,充电插座CZ上设有按键开关CZ1,按键开关CZ1常开触头的一端与CPU-GND相连,按键开关CZ1常开触头的另一端与CPU的PJ6端口相连,CPU的PJ6端口通过上拉电阻R6与CPU+5V电源相连。按键开关CZ1未按下前,CPU的PJ6端口为逻辑“1”。按键开关CZ1按下后,按键背面的金属片将两弹簧片导通,CPU的PJ6端口接地变为逻辑“0”,使CPU得到充电启动信号,CPU的脉宽调制信号输出端CPU-PWM1输出的占空比信号,控制IGBT1、IGBT2至IGBTn的占空比,开始控制对蓄电池进行充电。

如图6所示,交流电源相电压接入小功率多路输出AC-DC转换器的输入端,且多路输出AC-DC转换器的输入端之间连接有电容C5;多路输出AC-DC转换器的输出负极一VO1-与CPU-GND相连,多路输出AC-DC转换器的输出正极一VO1+向CPU提供+5V电源;多路输出AC-DC转换器的输出负极二VO2-与驱动地端QD-GND相连,多路输出AC-DC转换器的输出正极二VO2+向驱动模块U4提供+15V电源;整流后直流负极VIN-与驱动地端QD-GND之间通过电感L5相互连接;多路输出AC-DC转换器的输出负极一VO1-与输出正极一VO1+之间连接有续流二极管D5,多路输出AC-DC转换器的输出正极一VO1+与CPU+5V电源之间串联有电感L6,CPU+5V与CPU-GND之间并联连接有电容C6及电容C7;多路输出AC-DC转换器的输出负极二VO2-与输出正极二VO2+之间连接有续流二极管D6,多路输出AC-DC转换器的输出正极二VO2+与驱动模块+15V电源之间串联有电感L7,驱动模块+15V电源与驱动地端QD-GND之间并联连接有电容C8及电容C9。

本发明中CPU用的电源电压为+5V,驱动模块U4用的电源电压为+15V;利用多路输出AC-DC转换器提供+5V和+15V电源。如果是单相220V交流电源,可以直接接入多路输出AC-DC转换器的输入端。如果是三相交流电源,可以将A相接多路输出AC-DC转换器输入端的Vi,将整流后直流负极VIN-接多路输出AC-DC转换器输入端的N。电容C5起到稳压作用,电感L5可以减小整流后直流电压的波动对驱动模块QD-GND的影响。电感L6与电容C6及电容C7构成+5V电源的滤波电路和稳压电路,可以使CPU的+5V电源的电压更加稳定,CPU-GND的电压突然升高时,续流二极管D5进行续流。电感L7与电容C8及电容C9构成+15V电源的滤波电路和稳压电路,可以使驱动模块U4的+15V电源的电压更加稳定,驱动地端QD-GND的电压突然升高时,续流二极管D6进行续流。

如图7所示,电路板上安装有温度传感器的T1,温度传感器的T1的温度信号输出端与CPU的PAD0端口相连,PAD0端口与CPU+5V电源之间串联有上拉电阻R13,温度传感器的T1的接地端与CPU-GND相连,CPU的PAD0端口与CPU-GND之间设有电容C10。温度传感器的T1为负温度系数,100℃时的电阻值为4.52kΩ,20℃时的电阻值为42.16kΩ;CPU读取PAD0的值,通过插值法,就可计算出电路板的温度值,如电路板的温度过高,则CPU的脉宽调制信号输出端CPU-PWM1输出的占空比可以为0/4,使充电器停止充电。

以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已,非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式,例如IGBT可以用MOS管或碳化硅替代,凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围内。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述。

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