專利名稱：一種基于電動汽車充電器的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電子控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種電動汽車充電器的控制系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動汽車作為一種新能源汽車得到了廣泛的應(yīng)用，但是電動汽車的普及和產(chǎn)業(yè)化 還面臨諸多問題，電動汽車充電裝置的智能化管理及安全防護就是一個難題，傳統(tǒng)的電動 汽車充電器的研發(fā)主要專注于電能轉(zhuǎn)化本身的質(zhì)量和效率，往往忽視了對控制系統(tǒng)的研發(fā) 和關(guān)注，這往往阻礙了充電汽車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，因為充電汽車的普及不能離開充電站等基 礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和智能化管理，同時對充電過程的安全和智能化也提出了很高的要求，因此， 開發(fā)一種智能化的充電器控制系統(tǒng)具有舉足輕重的作用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種智能化的電動汽車充電器的管理系統(tǒng)。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種基于電動汽車充電器的控制系統(tǒng)，該充電器包括AC-DC鏈路，所述的控制系 統(tǒng)包括主控單元、IGBT驅(qū)動電路和MCU控制單元，該主控單元連接到所述的AC-DC鏈路， 該MCU控制單元連接到所述的主控單元和IGBT驅(qū)動電路，該IGBT驅(qū)動電路連接到所述的 AC-DC鏈路，所述的主控單元采集該AC-DC鏈路的工作數(shù)據(jù)，并傳送到所述的MCU控制單元， 該MCU控制單元根據(jù)接收到的工作數(shù)據(jù)發(fā)送控制指令到IGBT驅(qū)動電路，該IGBT驅(qū)動電路 根據(jù)接收到的控制指令控制該AC-DC鏈路的工作狀態(tài)。主控單元用于采集AC-DC鏈路的工作數(shù)據(jù)，通過MCU控制單元的分析，并發(fā)送控制 指令，然后傳送到IGBT驅(qū)動電路，該IGBT驅(qū)動電路根據(jù)接收到的控制指令控制AC-DC鏈 路的工作狀態(tài)，通過上述電路結(jié)構(gòu)，使得AC-DC鏈路的工作狀態(tài)處于MCU控制單元的監(jiān)控之 下，MCU控制單元根據(jù)AC-DC鏈路的實時工作狀態(tài)，發(fā)送相應(yīng)控制指令到IGBT驅(qū)動電路，由 該IGBT驅(qū)動電路控制AC-DC鏈路的工作狀態(tài)，這樣，便實現(xiàn)了汽車充電器的智能化控制。作為上述技術(shù)方案的改良，本實用新型的進一步技術(shù)方案如下上述的AC-DC鏈路進一步包括順序連接的輸入整流電路、功率因數(shù)校正電路、 IGBT橋式逆變電路、高頻隔離變壓器和輸出整流電路，所述的IGBT驅(qū)動電路連接到所述的 IGBT橋式逆變電路。交流市電經(jīng)過輸入整流電路和功率因數(shù)校正電路后變成直流，再經(jīng)過IGBT橋式 逆變電路后變成高頻交流，然后經(jīng)過高頻隔離變壓器和輸出整流電路變成直流。IGBT驅(qū)動 電路連接到IGBT橋式逆變電路，并控制該IGBT橋式逆變電路的逆變參數(shù)。上述的主控單元進一步包括輸入保護電路、保護電路、PWM控制電路、閉環(huán)調(diào)節(jié) 電路、輸出采樣放大電路、和輸出保護電路，所述的輸出濾波電路和IGBT橋式逆變電路之 間順次連接輸出采樣放大電路、閉環(huán)調(diào)節(jié)電路、PWM控制電路和IGBT驅(qū)動電路，形成采樣控制回路，所述的MCU控制單元接收所述輸出采樣放大電路的采樣數(shù)據(jù)，并發(fā)送指令到閉環(huán) 調(diào)節(jié)電路，經(jīng)由閉環(huán)調(diào)節(jié)電路、PWM控制電路和IGBT驅(qū)動電路控制所述的IGBT橋式逆變電路。采樣控制回路的工作方式是輸出采樣放大電路采集輸出電壓值和電流值以及 蓄電池的電壓，并將采集的數(shù)據(jù)同時傳送到MCU控制單元和閉環(huán)調(diào)節(jié)電路，同時，MCU控制 單元將設(shè)定的輸出電壓值和電流值傳送到閉環(huán)調(diào)節(jié)電路，閉環(huán)調(diào)節(jié)電路將實際的輸出電壓 值和電流值跟設(shè)定的輸出電壓值和電流值進行比對，根據(jù)比對結(jié)果作出微調(diào)并輸出信號到 PWM控制電路，PWM控制電路根據(jù)接收到的信號進行脈寬調(diào)制，形成方波串，并傳輸?shù)絀GBT 驅(qū)動電路，由IGBT驅(qū)動電路控制IGBT橋式逆變電路。這種方式實現(xiàn)了輸出電路的采樣，并根據(jù)采樣數(shù)據(jù)作出分析，并控制AC-DC鏈路 的輸出參數(shù)，實現(xiàn)了 AC-DC鏈路輸出狀態(tài)的實時控制。上述的閉環(huán)調(diào)節(jié)電路是PID調(diào)節(jié)電路。上述的IGBT橋式逆變電路的輸出端連接有IGBT保護電路，上述的AC-DC鏈路的 輸入端并聯(lián)有輔助電源電路，市電經(jīng)由該輔助電源電路和輸入保護電路連接到所述的保護 電路；所述的AC-DC鏈路的輸出端經(jīng)輸出保護電路連接到所述的保護電路；所述的IGBT橋 式逆變電路經(jīng)IGBT保護電路連接到所述的保護電路，該保護電路的輸出端連接到所述的 MCU控制單元。保護電路一共有三路輸入第一路從交流市電經(jīng)輔助電源電路和輸入保護電路輸入；第二路從AC-DC鏈路的輸出端經(jīng)輸出保護電路輸入；第三路從IGBT橋式逆變電路經(jīng)IGBT保護電路輸入。保護電路的輸出端連接到MCU控制單元，這樣，MCU控制單元便能夠監(jiān)控輸入電 路，輸出電路及IGBT橋式逆變電路的狀態(tài)，實現(xiàn)對電路的實時保護。上述的MCU控制單元還連接有設(shè)置及顯示電路，該設(shè)置及顯示電路和所述的MCU 控制單元雙向通信，該設(shè)置及顯示電路接收用戶指令，并傳送到所述的MCU控制單元，該 MCU控制單元通過接收到的用戶指令控制所述AC-DC鏈路的工作狀態(tài)。設(shè)置電路連接到MCU控制單元的輸入端，用于接收用戶指令，顯示電路連接到MCU 控制單元的輸出端，用于輸出系統(tǒng)信息。上述的MCU控制單元設(shè)有CAN-BUS總線接口。CAN-BUS總線接口用于聯(lián)機通信以及與上級系統(tǒng)的通信。

圖1是本實用新型的AC-DC鏈路示意圖；圖2是本實用新型一個具體實施例的AC-DC鏈路串接示意圖；圖3是本實用新型的控制系統(tǒng)示意圖；圖4是本實用新型的防反接和防回流系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但不作為對本實
4用新型的限定。如圖1所示，本實施例的AC-DC鏈路包括順序連接的輸入整流電路、功率因數(shù)校正 電路、IGBT橋式逆變電路、高頻隔離變壓器和輸出整流電路。如圖2所示，本實施例由三條AC-DC鏈路1串接而成，AC-DC鏈路1的輸出端還連 接有輸出濾波電路。采用多條AC-DC鏈路串聯(lián)輸出的方式，能夠有效的避免多條AC-DC鏈路并聯(lián)輸出 可能導(dǎo)致的輸出電流或電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象。三條AC-DC鏈路1串聯(lián)輸出能夠獲得較好的恒流和恒壓效果。如圖3所示，本實施例的控制系統(tǒng)包括主控單元2、IGBT驅(qū)動電路和MCU控制單 元，主控單元2連接到AC-DC鏈路1，MCU控制單元連接到主控單元2和IGBT驅(qū)動電路， IGBT驅(qū)動電路連接到AC-DC鏈路1，主控單元2采集該AC-DC鏈路1的工作數(shù)據(jù)，并傳送到 MCU控制單元，該MCU控制單元根據(jù)接收到的工作數(shù)據(jù)發(fā)送控制指令到IGBT驅(qū)動電路，該 IGBT驅(qū)動電路根據(jù)接收到的控制指令控制該AC-DC鏈路1的工作狀態(tài)。主控單元2用于采集AC-DC鏈路1的工作數(shù)據(jù)，通過MCU控制單元的分析，并發(fā)送 控制指令，然后傳送到IGBT驅(qū)動電路，該IGBT驅(qū)動電路根據(jù)接收到的控制指令控制AC-DC 鏈路1的工作狀態(tài)，通過上述電路結(jié)構(gòu)，使得AC-DC鏈路1的工作狀態(tài)處于MCU控制單元的 監(jiān)控之下，MCU控制單元根據(jù)AC-DC鏈路1的實時工作狀態(tài)，發(fā)送相應(yīng)控制指令到IGBT驅(qū) 動電路，由該IGBT驅(qū)動電路控制AC-DC鏈路1的工作狀態(tài)，這樣，便實現(xiàn)了汽車充電器的智 能化控制。交流市電經(jīng)過輸入整流電路和功率因數(shù)校正電路后變成直流，再經(jīng)過IGBT橋式 逆變電路后變成高頻交流，然后經(jīng)過高頻隔離變壓器和輸出整流電路變成直流。IGBT驅(qū)動 電路連接到IGBT橋式逆變電路，并控制該IGBT橋式逆變電路的逆變參數(shù)。本實施例的主控單元進一步包括輸入保護電路、保護電路、PWM控制電路、PID調(diào) 節(jié)電路、輸出采樣放大電路、和輸出保護電路，輸出濾波電路和IGBT橋式逆變電路之間順 次連接輸出采樣放大電路、PID調(diào)節(jié)電路、PWM控制電路和IGBT驅(qū)動電路，形成采樣控制回 路，MCU控制單元接收輸出采樣放大電路的采樣數(shù)據(jù)，并發(fā)送指令到PID調(diào)節(jié)電路，經(jīng)由 PID調(diào)節(jié)電路、PWM控制電路和IGBT驅(qū)動電路控制所述的IGBT橋式逆變電路。這種方式實現(xiàn)了輸出電路的采樣，并根據(jù)采樣數(shù)據(jù)作出分析，并控制AC-DC鏈路 的輸出參數(shù)，實現(xiàn)了 AC-DC鏈路輸出狀態(tài)的實時控制。本實施例的IGBT橋式逆變電路的輸出端連接有IGBT保護電路，AC-DC鏈路的輸 入端并聯(lián)有輔助電源電路，市電經(jīng)由該輔助電源電路和輸入保護電路連接到所述的保護電 路；AC-DC鏈路的輸出端經(jīng)輸出保護電路連接到所述的保護電路；IGBT橋式逆變電路經(jīng) IGBT保護電路連接到所述的保護電路，該保護電路的輸出端連接到所述的MCU控制單元。保護電路一共有三路輸入第一路從交流市電經(jīng)輔助電源電路和輸入保護電路輸入；第二路從AC-DC鏈路的輸出端經(jīng)輸出保護電路輸入；第三路從IGBT橋式逆變電路經(jīng)IGBT保護電路輸入。保護電路的輸出端連接到MCU控制單元，這樣，MCU控制單元便能夠監(jiān)控輸入電 路，輸出電路及IGBT橋式逆變電路的狀態(tài)，實現(xiàn)對電路的實時保護。[0044]本實施例的AC-DC鏈路的輸出端連接一二極管D和一可控開關(guān)S，該二極管D的正 極連接到輸出濾波電路輸出端的正極，該可控開關(guān)S受控于控制系統(tǒng)。由于二極管的電流不可逆特性，可以有效的防止電流回流，同時可控開關(guān)能夠控 制在電池極性正確的情況下才閉合，從而防止發(fā)生危險。本實施例的AC-DC鏈路的輸出端通過一輸出電壓檢測電路連接到MCU控制單元， 該MCU控制單元的輸出端通過一開關(guān)通斷控制電路連接到所述的可控開關(guān)，該MCU控制單 元接收所述輸出電壓檢測電路檢測到的輸出電壓信號，并根據(jù)該電壓信號發(fā)出指令到所述 的開關(guān)通斷控制電路，該開關(guān)通斷控制電路根據(jù)接收到的指令控制所述可控開關(guān)的開閉。輸出電壓檢測電路檢測連接的蓄電池的極性，同時將數(shù)據(jù)傳送到MCU控制單元， 當(dāng)MCU控制單元判斷蓄電池極性正確的情況下便發(fā)出指令到可控開關(guān)，將可控開關(guān)閉合， 否則可控開關(guān)一直處于斷開狀態(tài)，無法完成充電過程。本實施例的MCU控制單元還連接有設(shè)置及顯示電路，該設(shè)置及顯示電路和所述的 MCU控制單元雙向通信，該設(shè)置及顯示電路接收用戶指令，并傳送到MCU控制單元，該MCU控 制單元通過接收到的用戶指令控制AC-DC鏈路的工作狀態(tài)。設(shè)置電路連接到MCU控制單元的輸入端，用于接收用戶指令，顯示電路連接到MCU 控制單元的輸出端，用于輸出系統(tǒng)信息。本實施例的M⑶控制單元設(shè)有CAN-BUS總線接口。CAN-BUS總線接口用于聯(lián)機通信以及與上級系統(tǒng)的通信，構(gòu)成一個由多級控制終 端和充電設(shè)備終端構(gòu)成的拓撲網(wǎng)絡(luò)。需要特別說明的是如上所述是結(jié)合具體內(nèi)容提供的一種實施方式，并不能認定 本實用新型的具體實施只局限于這些說明。凡與本實用新型結(jié)構(gòu)、裝置等近似、雷同，或是 對于本實用新型構(gòu)思前提下做出若干技術(shù)推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為本實用新型的保護范 圍。
權(quán)利要求一種基于電動汽車充電器的控制系統(tǒng)，該充電器包括AC DC鏈路，其特征在于所述的控制系統(tǒng)包括主控單元、IGBT驅(qū)動電路和MCU控制單元，該主控單元連接到所述的AC DC鏈路，該MCU控制單元連接到所述的主控單元和IGBT驅(qū)動電路，該IGBT驅(qū)動電路連接到所述的AC DC鏈路，所述的主控單元采集該AC DC鏈路的工作數(shù)據(jù)，并傳送到所述的MCU控制單元，該MCU控制單元根據(jù)接收到的工作數(shù)據(jù)發(fā)送控制指令到IGBT驅(qū)動電路，該IGBT驅(qū)動電路根據(jù)接收到的控制指令控制該AC DC鏈路的工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電動汽車充電器的控制系統(tǒng)，其特征在于所述的 AC-DC鏈路進一步包括順序連接的輸入整流電路、功率因數(shù)校正電路、IGBT橋式逆變電路、 高頻隔離變壓器和輸出整流電路，所述的IGBT驅(qū)動電路連接到所述的IGBT橋式逆變電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于電動汽車充電器的控制系統(tǒng)，其特征在于所述的 主控單元進一步包括輸入保護電路、保護電路、PWM控制電路、閉環(huán)調(diào)節(jié)電路、輸出采樣放 大電路、和輸出保護電路，所述的輸出濾波電路和IGBT橋式逆變電路之間順次連接輸出采 樣放大電路、閉環(huán)調(diào)節(jié)電路、PWM控制電路和IGBT驅(qū)動電路，形成采樣控制回路，所述的MCU 控制單元接收所述輸出采樣放大電路的采樣數(shù)據(jù)，并發(fā)送指令到閉環(huán)調(diào)節(jié)電路，經(jīng)由閉環(huán) 調(diào)節(jié)電路、PWM控制電路和IGBT驅(qū)動電路控制所述的IGBT橋式逆變電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于電動汽車充電器的控制系統(tǒng)，其特征在于所述的 閉環(huán)調(diào)節(jié)電路是PID調(diào)節(jié)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于電動汽車充電器的控制系統(tǒng)，其特征在于所述 的IGBT橋式逆變電路的輸出端連接有IGBT保護電路，所述的AC-DC鏈路的輸入端并聯(lián)有 輔助電源電路，市電經(jīng)由該輔助電源電路和輸入保護電路連接到所述的保護電路；所述的 AC-DC鏈路的輸出端經(jīng)輸出保護電路連接到所述的保護電路；所述的IGBT橋式逆變電路經(jīng) IGBT保護電路連接到所述的保護電路，該保護電路的輸出端連接到所述的MCU控制單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的一種基于電動汽車充電器的控制系統(tǒng)，其特征在 于所述的MCU控制單元還連接有設(shè)置及顯示電路，該設(shè)置及顯示電路和所述的MCU控制單 元雙向通信該設(shè)置及顯示電路接收用戶指令，并傳送到所述的MCU控制單元，該MCU控制單 元通過接收到的用戶指令控制所述AC-DC鏈路的工作狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的一種基于電動汽車充電器的控制系統(tǒng)，其特征在 于所述的MCU控制單元設(shè)有CAN-BUS總線接口。
專利摘要本實用新型公開了一種基于電動汽車充電器的控制系統(tǒng)，該充電器包括AC-DC鏈路，控制系統(tǒng)包括主控單元、IGBT驅(qū)動電路和MCU控制單元，該主控單元連接到所述的AC-DC鏈路，該MCU控制單元連接到所述的主控單元和IGBT驅(qū)動電路，該IGBT驅(qū)動電路連接到所述的AC-DC鏈路，所述的主控單元采集該AC-DC鏈路的工作數(shù)據(jù)，并傳送到所述的MCU控制單元，該MCU控制單元根據(jù)接收到的工作數(shù)據(jù)發(fā)送控制指令到IGBT驅(qū)動電路，該IGBT驅(qū)動電路根據(jù)接收到的控制指令控制該AC-DC鏈路的工作狀態(tài)，本實用新型實現(xiàn)了汽車充電器的智能化控制。
文檔編號H02J7/02GK201708574SQ201020174909
公開日2011年1月12日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者張福成 申請人:中山市浩成自動化設(shè)備有限公司