移相全桥充电机控制系统及控制方法与流程

技术特征：

1.移相全桥充电机控制系统，其特征在于：包括采样系统和充电机控制器；所述采样系统包括安装在充电机输入端的用于采集输入电压的输入电压采集装置、安装在充电机输出端的用于采集总输出电压的总输出电压采集装置及用于采集总输出电流的总输出电流采集装置，以及安装在蓄电池输入端的用于采集充电电流的充电电流采集装置；

所述充电机控制器包括：

启动运行判断单元：用于接收总输出电压信号、总输出电流信号、充电电流信号和占空比，并判断充电机工作在等待状态、预充电状态、软起动状态或运行状态，并生成相应的状态信号；所述运行状态包括恒压运行状态、总电流限流运行状态和充电限流运行状态；

软起动控制单元：用于在充电机软起动过程中对充电机进行控制；

运行控制单元：用于在充电机运行状态中对充电机进行控制及对充电机运行模式进行判断；

所述运行控制单元包括：

模式判断单元：接收总输出电压值、总输出电流值、充电电流值，判断充电机工作在何种运行状态，生成充电机运行状态信号；

恒压控制单元：用于当充电机工作在恒压运行状态下，对充电机控制；

总电流限流控制单元：用于在充电机工作在总电流限流运行状态下，对充电机控制；

充电限流控制单元：用于在充电机工作在充电限流运行状态下，对充电机控制；

所述充电机控制器还包括平滑切换控制单元：接收模式判断单元反馈的充电机运行状态信号，以及启动运行判断单元反馈的软起动运行信号，当充电机在软起动与运行状态之间切换，以及在不同的运行状态之间切换时，控制系统平滑地切换到与运行状态相对应的控制单元，接通相应控制单元与实现对充电机移相全桥电路之间的连接的控制。

2.采用权利要求1所述的移相全桥充电机控制系统进行充电机控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

判断充电机是否预充电结束，若是，则进入软起动，软起动控制单元控制充电机工作；

判断充电机软起动是否结束，若是，则进入运行工作模式，运行控制单元工作，平滑切换控制单元默认控制切换到恒压控制单元；

模式判断单元接收总输出电压值、总输出电流值、充电电流值，总输出电流限流值，并为模式判断单元配置设定的充电电流值，总输出电流限流值、充电电流限流值和总输出电压设定参考值；根据以上接收值和设定值计算判断充电机运行状态，并将充电机运行状态指令反馈到平滑切换控制单元；

恒压运行状态下，恒压控制单元工作，但：

当且时，进入总电流限流运行状态，平滑切换控制切换到总电流限流控制单元；否则，当且时，进入充电限流运行状态，

平滑切换控制单元控制切换到充电限流控制单元；否则，仍工作在恒压运行状态；

充电限流运行状态下，充电限流控制单元工作，但：

当且时，进入恒压运行状态，平滑切换控制单元控制切换到恒压控制控制单元；否则，当且进入总电流限流运行状态，平滑切换控制单元控制切换到总电流限流控制单元；否则，仍工作在充电限流运行状态；

总电流限流运行状态下，总电流限流控制单元工作，但：

当且时，进入恒压运行状态，平滑切换控制单元控制切换到恒压控制控制单元；否则，当进入充电限流运行状态，平滑切换控制单元控制切换到充电限流控制单元；否则，仍工作在总电流限流运行状态；

以上各式中，V_out为总输出电压值，V_out-ref为总输出电压限压值，I_out为总输出电流值，I_out-ref为总输出电流限流值，I_bat为充电电流值，I_bat-ref为充电电流限流值，V_ref为总输出电压设定参考值。

3.如权利要求2所述的充电机控制方法，其特征在于：移相全桥电路输入端设置有支撑电容，通过判断充电机移相全桥电路中支撑电容上的电压与充电机输入电压的关系，判断预充电是否结束。

4.如权利要求2或3所述的充电机控制方法，其特征在于：所述判断充电机软起动是否结束的方法为：当满足条件1或条件2或条件3或条件4时，判断充电机软起动结束，其中：

条件1：当累加的占空比大于占空比设定值；其中duty为占空比设定值，V₁为输入电压采样值，N为充电机变压器变比；

条件2：输出电压V_out大于设定值V_os；

条件3：总输出电流I_out大于设定值I_os，

条件4：充电电流I_bat大于设定值I_bs。

5.如权利要求4所述的充电机控制方法，其特征在于：所述V_os＝0.98V_ref，所述I_os＝0.98I_out-ref，所述I_bs＝0.98I_bat-ref。

6.如权利要求2所述的充电机控制方法，其特征在于：恒压控制算法单元、总电流限流控制单元和充电限流控制单元均采用PI控制算法，且采用三组不同的PI参数：

其中T为采样频率；

对于恒压控制单元：其中V_out(k)为充电机输出电压当前采样值；

对于总电流限流控制单元：其中I_out(k)为充电机总输出电流当前采样值。

对于充电限流控制单元：其中I_bat(k)为充电电流当前采样值。

软起动结束时，将当前累加得占空比DUTY值作为恒压控制单元、总电流限流控制单元和充电限流控制单元的输入；其中，DUTY＝duty(t)+Δduty。