充电机电子负载控制保护电路的制作方法_2

文档序号:8338242阅读:来源:国知局
例,都属于本发明保护的范围。
[0028]实施例
[0029]电动汽车充电机功率通常在8KW?50KW之间,由于功率较大,企业在出厂前进行老化测试时需要很大电流,当有大电流通过时,电线及各设备会产生较大热量,使得老化室温度较高,既浪费电能又不安全,且常规的电子负载往往功率较小,不能适应电动汽车充电机的高电压大功率的特性,特别是充电机要工作在限流状态,常规的恒流电子负载无法匹配,如果电子负载加大电流,那么会使恒压电源处于限流状态,两个设备同时调节电流,把输出电压拉的很低,使功率下降很多,达不到理想状态最大功率老化的效果,造成了极大的浪费。
[0030]基于此,如图1所示,本发明实施例提供了一种充电机电子负载控制保护电路,包括用于通过调节传感器量程控制电流大小的传感器信号大小控制电路100,用于控制电压保持平衡的直流电压限压点控制电路101,用于在负载启动时控制驱动占空比线性增加的软启动保护电路103,以及用于控制恒功率输出的交流输出恒功率调节电路102 ;所述传感器信号大小控制电路100、所述软启动保护电路103和所述交流输出恒功率调节电路102均与所述直流电压限压点控制电路101相连。
[0031 ] 上述中,各电路的具体实现方案有多种,本发明实施例中提供了其中一种,本实施例中,各电路的实现方案包括但不限于以下方式。
[0032]如图2所示,本发明实施例提供了其中一种传感器信号大小控制电路100的实现电路,所述传感器信号大小控制电路100包括电流传感器HR,发射极通过电阻R72与所述电流传感器HR相连、集电极接地的三极管Ql I,与所述三极管Qll的基极相连的串联分压电路,所述直流电压限压点控制电路101与所述电流传感器HR相连。
[0033]其中,所述串联分压电路包括动触点与所述三极管Qll的基极相连的电位器VR4,连接于所述电位器VR4的其中一个固定触点与所述电流传感器HR供电+15V之间的分压电阻R70,连接于所述电位器VR4的另一个固定触点与所述电流传感器HR供电-15V之间的分压电阻R67B。
[0034]基于上述电路结构,传感器信号大小控制电路100的实现原理如下:
[0035]分压电阻R70、电位器VR4和分压电阻R67B组成串联分压电路,各自的阻值选择有多种,例如:合适选取分压电阻R70、电位器VR4和分压电阻R67B的阻值,使电位器VR4的中心点电压在-0.7V左右到+5V左右,以使三极管Qll的发射极电压在O?5.7V左右。由于电流传感器HR是电流型的,感应电压与外加的负载电阻有关系,负载电流小,感应电压就小,流过电阻R72的电流越大,感应出的电流信号幅度就越大,改变电阻R72下端电压也就改变了流经电阻R72的电流,电阻R72下端电压越高,电阻R72上端的电压就越高,电阻R72阻值不变,通过改变电阻R72下端的电压从而控制电流传感器HR感应出的电压大小。间接的也就改变了电流传感器HR的量程,从而能便捷地控制限流电流的大小,从而控制功率大小。根据U = IR,当三极管Qll基极电压在5.6V以上时,电流传感器HR最大感应电压等于I* (R75+VR5),三极管Qll发射极为OV时,电流传感器HR最小感应电压是(R75+VR5) *R72/(R72+VR5+R72)。
[0036]实施时,优选将三极管Qll接成共集电极,射极跟随器形式,三极管Qll的发射极电压基本上是随基极电压变化而同步变化的,电位器VR4调到最下面时基极电压约为-0.7V,发射极电压约为0V,这时候电流传感器HR是最大量程,当电位器VR4调到最上面时,三极管Qll基极电压将超过电流信号电压,三极管Qll基极电压由于发射结是二极管特性,基极电压不会窜到电流信号端,电阻R72基本没有电流,不参与信号衰减,三极管QlI的发射极有二极管隔离特性,有效确保了基极的高电压不会影响到电流传感器HR的信号正常输出。
[0037]为了确保电路运行的稳定性,优选所述传感器信号大小控制电路100还包括一端连接于所述电阻R72与所述电流传感器HR之间、另一端通过电位器VR5接地的电阻R75。
[0038]其中,电阻R75与电位器VR5配合,可以设定初始最小电流,使电流传感器HR不会处于空载状态。
[0039]如图3所示,本发明实施例提供了其中一种直流电压限压点控制电路101的实现电路,所述直流电压限压点控制电路101包括运算放大器U3,输入端与所述运算放大器U3相连的乘法器U4,同相输入端与所述乘法器U4相连的运算放大器U2,输入端与所述运算放大器U2的输出端相连的正弦脉宽调制SPWM控制芯片U1,以及与所述运算放大器U3相连的电压衰减电路,所述传感器信号大小控制电路100与所述运算放大器U2的反相输入端相连,所述软启动保护电路103与所述运算放大器U3、所述乘法器U4和所述SPWM控制芯片Ul均相连,所述交流输出恒功率调节电路102与所述乘法器U4和所述运算放大器U2均相连。
[0040]其中,所述电压衰减电路包括动触点与所述运算放大器U3的输入端相连的电位器VR3,与所述电位器VR3的其中一个固定触点相连的分压电阻R27,所述电位器VR3的另一个固定触点接地。
[0041]基于上述电路结构,直流电压限压点控制电路101的实现原理如下:
[0042]分压电阻R27与电位器VR3组成了直流电压衰减电路,信号经运算放大器U3运放处理后送到乘法器U4的输入端VA,乘法器U4的另外两个输入端通过隔离放大电路G接市电检测,一般来说,乘法器U4的输出等于VA乘以IAC再除以VRMS的平方,乘法器U4的输出MULT OUT接到运算放大器U2的同相输入端,电流传感器HR接运算放大器U2的反相输入端,运算放大器U2输出控制SPWM控制芯片Ul的SPWM信号。
[0043]当输入直流电压高于设定值正常范围时,运算放大器U3输出一个固定电压,满载工作,当输入直流电压低于设定值时,运算放大器U3输出电压将按一定斜率下降电压,使乘法器U4的输出电压幅度减小,进而使运算放大器U2的输出幅度也减小,从而使SPWM波形占空比减小,使输出功率降低,直流电流减小,这种方式,使得输入直流电压不会降低很多,保持平衡状态。
[0044]如图4所示,本发明实施例提供了其中一种软启动保护电路103的实现电路,所述软启动保护电路103包括发射极与所述运算放大器U3的输入端相连、集电极接地的三极管Q2,基极与所述三极管Q2的基极相连、发射极与所述乘法器U4的输入端相连、集电极接地的三极管Q3,集电极与所述三极管Q2的基极、所述三极管Q3的基极和所述SPWM控制芯片Ul的输入端均相连、发射极接地的三极管Q1,一端与所述三极管Ql的集电极相连、另一端接地的电容C3。
[0045]基于上述电路结构,软启动保护电路103的实现原理如下:
[0046]三极管Ql的基极接开关机信号输送端,在关机状态下,三极管Ql是导通的,此时电容C3两端无电压,三极管Q2导通把输入直流电压检测端电压拉低,三极管Q3导通把检测端拉低,使乘法器U4的输出置低,运算放大器U2输出低,SPWM控制芯片Ul的COMP端置低,SPWM控制芯片Ul无驱动输出;当开机后,三极管Ql截止,电容C3两端电压靠SPWM控制芯片Ul内部恒流源进行充电,电容C3两端电压由OV到5V线性增加,当三极管Ql的基极电压高于发射极电压时,三极管Q2和三极管Q3由导通到截止,使乘法器U4的输出端由OV慢慢增大,SPWM控制芯片Ul的COMP端电压也慢慢增加,从而实现控制SPWM控制芯片Ul的驱动占空比慢慢加大,起到软启动的作用。
[0047]经验证,如果不加软启动保护电路103,那么关机状态下,乘法器U4的输出一直是高电平,单靠SPWM控制芯片Ul的SOFT/START脚软启动效果
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