專利名稱：一種電動(dòng)汽車(chē)充電器的防反接和防回流系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車(chē)的充電器的保護(hù)電路，尤其是涉及一種電動(dòng)汽車(chē)充 電器的防反接和防回流系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車(chē)的充電器其基本原理在于將交流市電轉(zhuǎn)化為汽車(chē)蓄電池設(shè)計(jì)的額定充 電電壓，比較普遍的做法是采用AC-DC鏈路將交流市電轉(zhuǎn)化為額定的直流電，但是在充電 的過(guò)程中，如果不慎將蓄電池的正負(fù)極接反，將直接導(dǎo)致蓄電池短路，從而損壞蓄電池和充 電器；同時(shí)，在充電器正常工作的過(guò)程中，若充電器內(nèi)部輸出整流電路二極管擊穿短路時(shí)， 也會(huì)造成電池短路，因此，在設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)的充電器的時(shí)候，必須考慮這些可能會(huì)造成人員 傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的危險(xiǎn)情況。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種電動(dòng)汽車(chē)充電器的防反接和防回流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 防止電池反接以及電流回流導(dǎo)致燒壞蓄電池和充電器。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種電動(dòng)汽車(chē)充電器的防反接和防回流系統(tǒng)，包括至少一條AC-DC鏈路和控制系 統(tǒng)，該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、輸出整流電路和輸出濾波電路，所述的AC-DC鏈路的輸出端連接一二極 管和一可控開(kāi)關(guān)，該二極管的正極連接到所述輸出整流電路輸出端的正極，該可控開(kāi)關(guān)受 控于所述的控制系統(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(shí)可控開(kāi)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(xiǎn)。作為上述技術(shù)方案的改良，本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案如下上述的控制系統(tǒng)包括一 MCU控制單元，所述的AC-DC鏈路通過(guò)一輸出電壓檢測(cè)電 路連接到所述的MCU控制單元，該MCU控制單元的輸出端通過(guò)一開(kāi)關(guān)通斷控制電路連接到 所述的可控開(kāi)關(guān)，該MCU控制單元接收所述輸出電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到的輸出電壓信號(hào)，并 根據(jù)該電壓信號(hào)發(fā)出指令到所述的開(kāi)關(guān)通斷控制電路，該開(kāi)關(guān)通斷控制電路根據(jù)接收到的 指令控制所述可控開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉。輸出電壓檢測(cè)電路檢測(cè)連接的蓄電池的極性，同時(shí)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(kāi)關(guān)，將可控開(kāi)關(guān)閉合， 否則可控開(kāi)關(guān)一直處于斷開(kāi)狀態(tài)，無(wú)法完成充電過(guò)程。上述的控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括主控單元和IGBT驅(qū)動(dòng)電路，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(dòng)電路，該IGBT驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路，該
3IGBT驅(qū)動(dòng)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)。上述的主控單元進(jìn)一步包括輸入保護(hù)電路、保護(hù)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(hù)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、PID調(diào)節(jié)電路、PWM控制電路和IGBT驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(shí)傳送到MCU控制單元和閉環(huán)調(diào)節(jié)電路，同時(shí)，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(shí)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(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果作出微調(diào)并輸出信號(hào)到 PWM控制電路，PWM控制電路根據(jù)接收到的信號(hào)進(jìn)行脈寬調(diào)制，形成方波串，并傳輸?shù)絀GBT 驅(qū)動(dòng)電路，由IGBT驅(qū)動(dòng)電路控制IGBT橋式逆變電路。上述的IGBT橋式逆變電路的輸出端連接有IGBT保護(hù)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(hù)電路連接到所述的保護(hù) 電路；所述的AC-DC鏈路的輸出端經(jīng)輸出保護(hù)電路連接到所述的保護(hù)電路；所述的IGBT橋 式逆變電路經(jīng)IGBT保護(hù)電路連接到所述的保護(hù)電路，該保護(hù)電路的輸出端連接到所述的 MCU控制單元。以上是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)組成，通過(guò)該控制系統(tǒng)，能夠智能的控制AC-DC鏈 路的工作狀態(tài)，避免發(fā)生危險(xiǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的AC-DC鏈路示意圖；圖2是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的AC-DC鏈路串接示意圖；圖3是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的防反接和防回流系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本實(shí) 用新型的限定。如圖1所示，本實(shí)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(shí)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(shí)施例的控制系統(tǒng)包括主控單元2、IGBT驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路， IGBT驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路，該 IGBT驅(qū)動(dòng)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(guò)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(dòng)電路，該IGBT驅(qū)動(dòng)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(guò)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(shí)時(shí)工作狀態(tài)，發(fā)送相應(yīng)控制指令到IGBT驅(qū) 動(dòng)電路，由該IGBT驅(qū)動(dòng)電路控制AC-DC鏈路1的工作狀態(tài)，這樣，便實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)充電器的智 能化控制。交流市電經(jīng)過(guò)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(guò)IGBT橋式 逆變電路后變成高頻交流，然后經(jīng)過(guò)高頻隔離變壓器和輸出整流電路變成直流。IGBT驅(qū)動(dòng) 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(shí)施例的主控單元進(jìn)一步包括輸入保護(hù)電路、保護(hù)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(hù)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(dòng)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(dòng)電路控制所述的IGBT橋式逆變電路。這種方式實(shí)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(shí)現(xiàn)了 AC-DC鏈路輸出狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制。本實(shí)施例的IGBT橋式逆變電路的輸出端連接有IGBT保護(hù)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(hù)電路連接到所述的保護(hù)電 路；AC-DC鏈路的輸出端經(jīng)輸出保護(hù)電路連接到所述的保護(hù)電路；IGBT橋式逆變電路經(jīng) IGBT保護(hù)電路連接到所述的保護(hù)電路，該保護(hù)電路的輸出端連接到所述的MCU控制單元。保護(hù)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(hù)電路輸入；第二路從AC-DC鏈路的輸出端經(jīng)輸出保護(hù)電路輸入；第三路從IGBT橋式逆變電路經(jīng)IGBT保護(hù)電路輸入。保護(hù)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(shí)現(xiàn)對(duì)電路的實(shí)時(shí)保護(hù)。本實(shí)施例的AC-DC鏈路的輸出端連接一二極管D和一可控開(kāi)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(kāi)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(shí)可控開(kāi)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(xiǎn)。本實(shí)施例的AC-DC鏈路的輸出端通過(guò)一輸出電壓檢測(cè)電路連接到MCU控制單元， 該MCU控制單元的輸出端通過(guò)一開(kāi)關(guān)通斷控制電路連接到所述的可控開(kāi)關(guān)，該MCU控制單 元接收所述輸出電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到的輸出電壓信號(hào)，并根據(jù)該電壓信號(hào)發(fā)出指令到所述 的開(kāi)關(guān)通斷控制電路，該開(kāi)關(guān)通斷控制電路根據(jù)接收到的指令控制所述可控開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉。輸出電壓檢測(cè)電路檢測(cè)連接的蓄電池的極性，同時(shí)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(kāi)關(guān)，將可控開(kāi)關(guān)閉合， 否則可控開(kāi)關(guān)一直處于斷開(kāi)狀態(tài)，無(wú)法完成充電過(guò)程。
5[0039]本實(shí)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(guò)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(shí)施例的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(jī)通信以及與上級(jí)系統(tǒng)的通信，構(gòu)成一個(gè)由多級(jí)控制終 端和充電設(shè)備終端構(gòu)成的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。需要特別說(shuō)明的是如上所述是結(jié)合具體內(nèi)容提供的一種實(shí)施方式，并不能認(rèn)定 本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。凡與本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)、裝置等近似、雷同，或是 對(duì)于本實(shí)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(shí)用新型的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求一種電動(dòng)汽車(chē)充電器的防反接和防回流系統(tǒng)，包括至少一條AC DC鏈路和控制系統(tǒng)，該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、輸出整流電路和輸出濾波電路，其特征在于所述的AC DC鏈路的輸出端連接一二極管和一可控開(kāi)關(guān)，該二極管的正極連接到所述輸出整流電路輸出端的正極，該可控開(kāi)關(guān)受控于所述的控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車(chē)充電器的防反接和防回流系統(tǒng)，其特征在于 所述的控制系統(tǒng)包括一 MCU控制單元，所述的AC-DC鏈路通過(guò)一輸出電壓檢測(cè)電路連接到 所述的MCU控制單元，該MCU控制單元的輸出端通過(guò)一開(kāi)關(guān)通斷控制電路連接到所述的可 控開(kāi)關(guān)，該MCU控制單元接收所述輸出電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到的輸出電壓信號(hào)，并根據(jù)該電 壓信號(hào)發(fā)出指令到所述的開(kāi)關(guān)通斷控制電路，該開(kāi)關(guān)通斷控制電路根據(jù)接收到的指令控制 所述可控開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)汽車(chē)充電器的防反接和防回流系統(tǒng)，其特征在于 所述的控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括主控單元和IGBT驅(qū)動(dòng)電路，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(dòng)電路，該IGBT驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路，該IGBT驅(qū)動(dòng) 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)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動(dòng)汽車(chē)充電器的防反接和防回流系統(tǒng)，其特征在于 所述的主控單元進(jìn)一步包括輸入保護(hù)電路、保護(hù)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(hù)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、PID調(diào)節(jié)電路、PWM控制電路和IGBT驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路控制所述的IGBT橋式逆變電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電動(dòng)汽車(chē)充電器的防反接和防回流系統(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(hù)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(hù)電路連接到所述的保護(hù)電路；所 述的AC-DC鏈路的輸出端經(jīng)輸出保護(hù)電路連接到所述的保護(hù)電路；所述的IGBT橋式逆變電 路經(jīng)IGBT保護(hù)電路連接到所述的保護(hù)電路，該保護(hù)電路的輸出端連接到所述的MCU控制單兀。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)充電器的防反接和防回流系統(tǒng)，包括至少一條AC-DC鏈路和控制系統(tǒng)，該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、輸出整流電路和輸出濾波電路，AC-DC鏈路的輸出端連接一二極管和一可控開(kāi)關(guān)，該二極管的正極連接到所述輸出整流電路輸出端的正極，該可控開(kāi)關(guān)受控于所述的控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型能有效的避免燒毀蓄電池和充電器。
文檔編號(hào)H02H7/18GK201708532SQ20102017491
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)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, 王艷鳳 申請(qǐng)人:中山市浩成自動(dòng)化設(shè)備有限公司