一種電動(dòng)汽車的無線充電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車充電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動(dòng)汽車的無線充電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]所謂電容，就是容納和釋放電荷的元件。電容主要應(yīng)用在以下幾種重要的場(chǎng)合中。電源電路:旁路、去耦、濾波和儲(chǔ)能的作用；信號(hào)處理電路:耦合和震蕩的作用。
[0003]電容在交流電路中的容抗與頻率的大小成反比，即頻率越小，容抗越大；反之，頻率越高，電容本身對(duì)電流的阻礙作用也就越小。
[0004]電動(dòng)汽車(EV)是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車輛。由于對(duì)環(huán)境影響相對(duì)傳統(tǒng)汽車較小，其前景被廣泛看好，但當(dāng)前技術(shù)尚不成熟，其中急需解決的問題之一是電動(dòng)汽車的充電問題，目前電動(dòng)汽車的充電樁也主要以有線形式進(jìn)行充電，為了使電動(dòng)汽車充電更加方便，不僅實(shí)現(xiàn)無線充電，甚至通過合理的布置，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)式充電，即充電時(shí)不一定要停止行駛。
[0005]因此，本實(shí)用新型通過巧妙的電容結(jié)構(gòu)和電路設(shè)計(jì)，使電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)無線充電。
[0006]為了在保證電動(dòng)汽車蓄電池快速充電的同時(shí)延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，需要根據(jù)蓄電池的充電階段進(jìn)行充電電路的設(shè)計(jì)。電子電容電路可以根據(jù)控制程序動(dòng)態(tài)改變其等效電容值，平滑改變蓄電池兩端的充電電壓，實(shí)現(xiàn)蓄電池的分段充電。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于至少克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之一，提供一種電動(dòng)汽車的無線充電電路，對(duì)車載蓄電池或車載電容電池進(jìn)行充電。
[0008]本實(shí)用新型通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0009]一種電動(dòng)汽車的無線充電電路，其包括:電動(dòng)汽車的車載電路與地下電路，其中，地下電路包括高頻交流電源的產(chǎn)生電路、第一電容的下極板、第二電容的下極板和電子電容電路；第一電容的下極板、高頻交流電源的產(chǎn)生電路和第二電容的下極板依次連接；電子電容電路的兩端分別于與第一電容的下極板和第二電容的下極板并聯(lián)；電動(dòng)汽車的車載電路包括第一電容的上極板、第二電容的上極板、第三電容、第二橋式二極管整流電路、LC濾波電路、車載蓄電池和蓄電池電量反饋無線通信模塊；第一電容的上極板、第二橋式二極管整流電路、第二電容的上極板依次連接；電子電容電路的兩端分別與第一電容的上極板和第二電容的上極板并聯(lián)；第三電容，LC濾波電路以及車載蓄電池順次連接，第三電容的兩端并聯(lián)在第二橋式二極管整流電路兩端，蓄電池電量反饋無線通信模塊連接在車載蓄電池上。
[0010]進(jìn)一步地，高頻交流電源的產(chǎn)生電路包括第一橋式二極管整流電路、第四電容、全橋可控高頻逆變電路、PWM控制電路及八路PWM驅(qū)動(dòng)電路；市電經(jīng)過第一橋式二極管整流電路后，再經(jīng)第四電容的兩端得到直流電，第四電容兩端的電壓為端子AB間的電壓；該直流電經(jīng)過由四個(gè)IGBT開關(guān)管即第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT和第四IGBT組成的全橋可控高頻逆變電路，得到高頻的交流電源；其中全橋可控高頻逆變電路中的第一 IGBT、第二IGBT、第三IGBT和第四IGBT的門控級(jí)，分別接入到PWM驅(qū)動(dòng)電路的四路輸出PWM1、PWM2、PWM3 和 PWM4。
[0011]進(jìn)一步地，PWM控制電路采用TMS320F2812芯片及外圍電路構(gòu)成，八路PWM驅(qū)動(dòng)電路采用分立元件來組成，TMS320F2812芯片輸出的PWM波形串接八路PWM驅(qū)動(dòng)電路，該八路PWM驅(qū)動(dòng)電路的輸出PWMl、PWM2、PWM3和PWM4分別連接第一 IGBT至第四IGBT的門控級(jí)；PWM5、PWM6、PWM7和PWM8分別連接第五IGBT、第六IGBT、第七IGBT和第八IGBT的門控極。
[0012]進(jìn)一步地，全橋可控高頻逆變電路的第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT和第四IGBT的門控極，均接有一路PWM波形，這四路PWM的波形兩兩相同，第一 IGBT和第四IGBT門控極所接入的PWM波形相同，第二 IGBT和第三IGBT門控極所接入的PWM波形相同；第一 IGBT的集電極、第三IGBT的集電極和第四電容的正端連接；第一 IGBT的發(fā)射極、第二 IGBT的集電極連接；第三IGBT的集電極、第四IGBT的集電極連接；第二 IGBT的發(fā)射極、第四IGBT的發(fā)射極、第四電容的負(fù)端連接；從第二 IGBT的集電極和第四IGBT的集電極各引出一根線作為的高頻交流電源產(chǎn)生電路兩端；其中一端接第一電容的下極板，另一端接第二電容的下極板。
[0013]進(jìn)一步地，電子電容電路包括第五IGBT開關(guān)管、第六IGBT開關(guān)管、第七IGBT開關(guān)管、第八IGBT開關(guān)管、第五二極管、第六二極管、第七二極管、第八二極管和第五電容；八路PWM驅(qū)動(dòng)電路的其中四路輸出PWM5、PWM6、PWM7和PWM8分別接入第五IGBT開關(guān)管、第六IGBT開關(guān)管、第七IGBT開關(guān)管和第八IGBT開關(guān)管的門控極，這四路PWM輸出波形兩兩相同，第五IGBT開關(guān)管和第八IGBT開關(guān)管的門控極所接入的PWM波形相同，第六IGBT開關(guān)管和第七IGBT開關(guān)管的門控極所接入的PWM波形相同，第五IGBT和第七IGBT的門控極所接入的PWM波形互補(bǔ)，第六IGBT和第八IGBT的門控極所接入的PWM波形互補(bǔ)；第五IGBT開關(guān)管的集電極、第六IGBT開關(guān)管的集電極和第五電容的正端連接；第五IGBT開關(guān)管的發(fā)射極和第七IGBT開關(guān)管的集電極極接；第七IGBT開關(guān)管的發(fā)射極、第八IGBT開關(guān)管的發(fā)射極和第五電容的負(fù)端連接；第八IGBT開關(guān)管的集電極和第六IGBT開關(guān)管的發(fā)射極連接；第五二極管、第六二極管、第七二極管和第八二極管均反并聯(lián)在第五IGBT開關(guān)管、第六IGBT開關(guān)管、第七IGBT開關(guān)管和第八IGBT開關(guān)管的兩端；從第五IGBT開關(guān)管的發(fā)射極和第六IGBT開關(guān)管的發(fā)射極各引出一根線作為電子電容電路的兩端。
[0014]進(jìn)一步地，第二全橋式二極管整流電路的輸出經(jīng)LC濾波電路后，連接至車載蓄電池的兩端，蓄電池電量反饋無線通信模塊連接在車載蓄電池上，接收電壓信號(hào)并將其傳輸至地下的DSP控制芯片，用于車載蓄電池電壓的實(shí)時(shí)反饋，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0015]進(jìn)一步地，AD轉(zhuǎn)換模塊電路是由運(yùn)算放大器組成的兩個(gè)求和電路，將端子AB間電壓轉(zhuǎn)換到O — 3.3V，供DSP控制電路的采樣。
[0016]進(jìn)一步地，DSP控制電路對(duì)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換模塊電路轉(zhuǎn)換后的端子AB間電壓進(jìn)行比例換算后，結(jié)合蓄電池電量信號(hào)產(chǎn)生八路不同占空比的PWM波形。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果:
[0018]本實(shí)用新型基于電容通聞?lì)l原理和電子電容電路的等效原理，在該電路中，利用電容隔直通交、通高頻和阻低頻的特性，巧妙地將車載蓄電池的充電系統(tǒng)分割為兩個(gè)部分，通過兩個(gè)電容極板之間的電場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)能量的傳輸。利用功率電子器件產(chǎn)生一個(gè)變頻電路，利用閉環(huán)控制，平滑調(diào)整電子電容的等效電容值，使得車載蓄電池或車載電容電池能夠穩(wěn)定、高效、快速地充電；具有充電安全性高、便于維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有良好的市場(chǎng)前景。
【附圖說明】
[0019]圖1是地下電路(包括高頻交流電源產(chǎn)生電路和電子電容電路)的原理圖。
[0020]圖2是車載電路(包括全橋式二極管整流電路及LC濾波電路)的原理圖。
[0021]圖3是一種電動(dòng)汽車的無線充電電路的連接圖。
[0022]圖4是一種電動(dòng)汽車的無線充電電路的仿真充電波形。
[0023]圖5是電子電容電路兩端的電壓及其中IGBT的PWM觸發(fā)信號(hào)波形圖(圖中T表示一個(gè)控制周期)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施和保護(hù)不限于此，需指出的是，以下若有未特別詳細(xì)說明的內(nèi)容，均是本領(lǐng)域技術(shù)人員可參照現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。
[0025]如圖1，作為實(shí)例，一種電動(dòng)汽車的無線充電電路，其包括:電動(dòng)汽車的車載電路與地下電路，其中，地下電路包括高頻交流電源Us的產(chǎn)生電路、第一電容Cl的下極板N、第二電容C2的下極板Q和電子電容電路；第一電容的下極板、高頻交流電源的產(chǎn)生電路和第二電容的下極板依次連接；電子電容電路的兩端分別于與第一電容的下極板和第二電容的下極板并聯(lián)；電動(dòng)汽車的車載電路包括第一電容的上極板M、第二電容的上極板P、第三電容C3、第二橋式二極管整流電路、LC濾波電路、車載蓄電池和蓄電池電量反饋無線通信模塊；第一電容的上極板、第二橋式二極管整流電路、第二電容的上極板依次連接；電子電容電路的兩端分別與第一電容的上極板和第二電容的上極板并聯(lián)；第三電容，LC濾波電路以及車載蓄電池順次連接，第三電容的兩端并聯(lián)在第二橋式二極管整流電路兩端，蓄電池電量反饋無線通信模塊連接在車載蓄電池上。
[0026]高頻交流電源的產(chǎn)生電路包括第一橋式二極管整流電路、第四電容、全橋可控高頻逆變電路、PWM控制電路及八路PWM驅(qū)動(dòng)電路；市電經(jīng)過第一橋式二極管整流電路后，在第四電容C4的兩端得到直流電，第四電容兩端的電壓為端子AB間的電壓；該電壓經(jīng)過由四個(gè)IGBT開關(guān)管第一 IGBT VT1、第二 IGBT VT2、第三IGBT VT3和第四IGBT VT4組成的全橋可控高頻逆變電路，得到高頻的交流電源Us ;其中全橋可控高頻逆變電路中的第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT和第四IGBT的門控級(jí)，均分別接入到八路PWM驅(qū)動(dòng)電路的輸出端。
[0027]電子電容電路包括第五IGBT開關(guān)管VT5、第六IGBT開關(guān)管VT6、第七IGBT開關(guān)管VT7、第八IGBT開關(guān)管VT8、第五二極管VD5、第六二極管VD6、第七二極管VD7、第八二極管VD8和第五電容C5 ;八路PWM驅(qū)動(dòng)電路的其中四路輸出PWM5、PWM6、PWM7和PWM8分別接入第五IGBT開關(guān)管、第六IGBT開關(guān)管、第七IGBT開關(guān)管和第八IGBT開關(guān)管的門控極，這四路P麗輸出波形兩兩相同，第五IGBT開關(guān)管和第八IGBT開關(guān)管的門控極所接入的PWM波形相同，第六IGBT開關(guān)管和第七IGBT開關(guān)管的門控極所接入的PWM波形相同，第五IGBT和第七IGBT的門控極所接入的PWM波形互補(bǔ)，第六IGBT和第八IGBT的門控極所接入的PWM波形互補(bǔ)；第五IGBT開關(guān)管的集電極、第六IGBT開關(guān)管的集電極和第五電容的正端連接；第五IGBT開關(guān)管的發(fā)射極和第七IGBT開關(guān)管的集電極極接；第七IGBT開關(guān)管的發(fā)射極、第八IGBT開關(guān)管的發(fā)射極和第五電容的負(fù)端連接；第八IGBT開關(guān)管的集電極和第六IGBT開關(guān)管的發(fā)射極連接；第