一种混合供电系统的电磁干扰抑制装置、方法和汽车空调与流程

文档序号:24885006发布日期:2021-04-30 13:06阅读:79来源:国知局
一种混合供电系统的电磁干扰抑制装置、方法和汽车空调与流程

本发明属于空调技术领域,具体涉及一种混合供电系统的电磁干扰抑制装置、方法和汽车空调,尤其涉及一种可以抑制光伏大巴空调的电磁干扰的装置、方法和汽车空调。



背景技术:

随着全球气候问题的日益严重,国家对新能源的重视,行业内技术的不断进步,光伏的产品应用已经十分广泛,电动汽车(如光伏大巴)就是其中一类。光伏大巴空调一般作为常见的光伏大巴配套设备。光伏大巴空调由光伏发电系统和车载蓄电池混合供电,然而这种混合供电方式让光伏大巴空调的电磁兼容性能变差。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。



技术实现要素:

本发明的目的在于,提供一种混合供电系统的电磁干扰抑制装置、方法和汽车空调,以解决由光伏发电系统和车载蓄电池混合供电的供电方式,使电动汽车的电磁兼容性能变差的问题,达到通过对光伏发电系统和车载蓄电池混合供电过程中干扰源产生的电磁干扰进行抑制,以改善采用光伏发电系统和车载蓄电池混合供电的汽车电子设备的电磁兼容性能的效果。

本发明提供一种混合供电系统的电磁干扰抑制装置中,所述混合供电系统,包括:光伏供电系统和蓄电池供电系统;所述混合供电系统的电磁干扰抑制装置,包括:第一滤波器、第二滤波器、采样单元和控制单元;其中,所述采样单元,被配置为采样所述光伏供电系统的光伏运行参数;所述控制单元,被配置为根据所述光伏供电系统的光伏运行参数,调整所述第一滤波器的滤波参数;所述第一滤波器,被配置为按调整后的所述滤波参数,对所述光伏供电系统的光伏电磁干扰进行一次滤波;所述第二滤波器,被配置为在所述第一滤波器对所述光伏供电系统的光伏电磁干扰进行一次滤波的情况下,对所述光伏供电系统的光伏电磁干扰进行二次滤波,并对所述蓄电池供电系统进行滤波。

在一些实施方式中,所述光伏供电系统,包括:光伏发电阵列和光伏升压电路;所述采样单元,包括:干扰源阻抗检测模块;其中,所述光伏发电阵列、所述光伏升压电路和所述光伏滤波器,依次连接至所述混合供电滤波器;所述干扰源阻抗检测模块,设置在所述光伏升压电路与所述光伏滤波器之间;所述蓄电池供电系统,也连接至所述混合供电滤波器。

在一些实施方式中,所述采样单元,采样所述光伏供电系统的光伏运行参数,包括:采样所述光伏发电系统的当前光伏发电功率,并根据所述当前光伏发电功率确定所述光伏发电系统的电磁干扰源端的阻抗;所述光伏发电系统的电磁干扰源端,包括:光伏发电阵列和光伏升压电路。

在一些实施方式中,所述第二滤波器,包括:直流滤波器;所述直流滤波器,包括:差模电容模块和共模扼流圈模块;所述差模电容模块,包括:两个以上差模电容;所述共模扼流圈模块,包括:两个以上共模扼流圈;所述第一滤波器,包括:直流滤波器、辅助共模扼流圈和开关单元;其中,所述控制单元,根据所述光伏供电系统的光伏运行参数,调整所述第一滤波器的滤波参数,包括:若所述光伏发电系统的电磁干扰源端的阻抗低于设定值,则控制所述开关单元,以使两个以上所述共模扼流圈串联,实现对所述第一滤波器的滤波参数的第一调整;若所述光伏发电系统的电磁干扰源端的阻抗未低于所述设定值,则控制所述开关单元,以使两个以上所述差模电容并联,实现对所述第一滤波器的滤波参数的第二调整。

在一些实施方式中,所述直流滤波器,还包括:电阻模块;两个以上差模电容,包括:第一差模电容、第二差模电容和第三差模电容;两个以上共模扼流圈,包括:第一共模扼流圈和第二共模扼流圈;其中,在所述第二滤波器中,所述电阻模块与所述第一差模电容并联,并输出至所述共模扼流圈模块;所述第一共模扼流圈和所述第二共模扼流圈串联;所述第二差模电容和所述第三差模电容串联、且设置在所述共模扼流圈的输出端。

在一些实施方式中,在所述第一滤波器中,所述辅助共模扼流圈,包括:第三共模扼流圈;所述开关单元,包括:第一开关至第八开关;其中,所述第一开关模块,与所述第一差模电容串联;所述第二开关模块,设置在所述第一共模扼流圈的第一电感与所述第二共模扼流圈中的第一电感、以及所述第三共模扼流圈的第一电感之间;所述第三开关模块,设置在所述第一共模扼流圈的第二电感与所述第二共模扼流圈中的第二电感、以及所述共模扼流圈的第二电感之间;所述第四开关模块,设置在所述第一共模扼流圈的第一电感与所述第三共模扼流圈的第一电感、以及所述第二差模电容的一端之间;所述第五开关模块,设置在所述第二共模扼流圈的第二电感与所述第三共模扼流圈的第二电感、以及所述第二差模电容的另一端之间。

在一些实施方式中,所述直流滤波器,还包括:共模电容模块;所述共模电容模块,设置在所述共模扼流圈模块的输出端。

在一些实施方式中,所述共模电容模块,包括:第一共模电容和第二共模电容;所述第一共模电容和所述第二共模电容串联后,与所述第二差模电容和所述第三差模电容并联。

与上述装置相匹配,本发明再一方面提供一种汽车空调,包括:以上所述的混合供电系统的电磁干扰抑制装置。

与上述汽车空调相匹配,本发明再一方面提供一种混合供电系统的电磁干扰抑制方法中,所述混合供电系统,包括:光伏供电系统和蓄电池供电系统;所述混合供电系统的电磁干扰抑制方法,包括:通过采样单元,采样所述光伏供电系统的光伏运行参数;通过控制单元,根据所述光伏供电系统的光伏运行参数,调整所述第一滤波器的滤波参数;通过第一滤波器,按调整后的所述滤波参数,对所述光伏供电系统的光伏电磁干扰进行一次滤波;通过第二滤波器,在所述第一滤波器对所述光伏供电系统的光伏电磁干扰进行一次滤波的情况下,对所述光伏供电系统的光伏电磁干扰进行二次滤波,并对所述蓄电池供电系统进行滤波。

在一些实施方式中,通过采样单元,采样所述光伏供电系统的光伏运行参数,包括:采样所述光伏发电系统的当前光伏发电功率,并根据所述当前光伏发电功率确定所述光伏发电系统的电磁干扰源端的阻抗;所述光伏发电系统的电磁干扰源端,包括:光伏发电阵列和光伏升压电路。

在一些实施方式中,所述第二滤波器,包括:直流滤波器;所述直流滤波器,包括:差模电容模块和共模扼流圈模块;所述差模电容模块,包括:两个以上差模电容;所述共模扼流圈模块,包括:两个以上共模扼流圈;所述第一滤波器,包括:直流滤波器、辅助共模扼流圈和开关单元;通过控制单元,根据所述光伏供电系统的光伏运行参数,调整所述第一滤波器的滤波参数,包括:若所述光伏发电系统的电磁干扰源端的阻抗低于设定值,则控制开关单元,以使两个以上共模扼流圈串联,实现对所述第一滤波器的滤波参数的第一调整;若所述光伏发电系统的电磁干扰源端的阻抗未低于所述设定值,则控制开关单元,以使两个以上差模电容并联,实现对所述第一滤波器的滤波参数的第二调整。

由此,本发明的方案,通过设置光伏滤波器和混合供电滤波器,根据光伏供电系统的光伏运行情况,调整光伏滤波器的结构以改善光伏滤波器的滤波性能,对光伏供电系统进行一次滤波;并通过混合供电滤波器,对光伏供电系统进行二次滤波,并对蓄电池供电系统进行滤波,从而,实现对光伏发电系统和车载蓄电池混合供电过程中干扰源产生的电磁干扰进行抑制,以改善采用光伏发电系统和车载蓄电池混合供电的汽车电子设备的电磁兼容性能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的混合供电系统的电磁干扰抑制装置的一实施例的结构示意图;

图2为光伏大巴空调系统的一实施例的结构示意图;

图3为光伏滤波器的一实施例的拓扑结构示意图;

图4为混合供电滤波器的一实施例的拓扑结构示意图;

图5为本发明的混合供电系统的电磁干扰抑制方法的一实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例,提供了一种混合供电系统的电磁干扰抑制装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。所述混合供电系统,包括:光伏供电系统和蓄电池供电系统。所述混合供电系统的电磁干扰抑制装置,包括:第一滤波器(如光伏滤波器)、第二滤波器(如混合供电滤波器)、采样单元和控制单元。

其中,所述采样单元,被配置为采样所述光伏供电系统的光伏运行参数。

所述控制单元,被配置为根据所述光伏供电系统的光伏运行参数,调整所述第一滤波器的滤波参数。

所述第一滤波器,被配置为按调整后的所述滤波参数,对所述光伏供电系统的光伏电磁干扰进行一次滤波。

所述第二滤波器,被配置为在所述第一滤波器对所述光伏供电系统的光伏电磁干扰进行一次滤波的情况下,对所述光伏供电系统的光伏电磁干扰进行二次滤波,并对所述蓄电池供电系统进行滤波。

由此,通过根据光伏供电系统的运行特点改变滤波器结构得到的特殊滤波器,能够有效抑制因光伏升压电路高频开关动作产生的电磁干扰,同时也对光伏供电和蓄电池混合供电的电磁干扰进行抑制,提升光伏大巴空调整机的电磁兼容性能。这样,针对主要的干扰源产生的电磁干扰进行有效抑制,大大改善了混合供电的光伏大巴空调的电磁兼容性能。

在一些实施方式中,所述光伏供电系统,包括:光伏发电阵列和光伏升压电路。所述采样单元,包括:干扰源阻抗检测模块。

其中,所述光伏发电阵列、所述光伏升压电路和所述光伏滤波器,依次连接至所述混合供电滤波器。所述干扰源阻抗检测模块,设置在所述光伏升压电路与所述光伏滤波器之间。

所述蓄电池供电系统,也连接至所述混合供电滤波器。

具体地,采用滤波器,先对经过光伏升压电路的光伏供电进行滤波,该滤波器可以根据光伏供电系统的运行状态更改滤波结构保证滤波效果。再对光伏供电与蓄电池的混合供电进行滤波,有效减少光伏升压电路上的开关管产生的高频电磁干扰和混合供电中的干扰进而提升整机的电磁兼容性能。

在一些实施方式中,所述采样单元,采样所述光伏供电系统的光伏运行参数,包括:采样所述光伏发电系统的当前光伏发电功率,并根据所述当前光伏发电功率确定所述光伏发电系统的电磁干扰源端的阻抗。所述光伏发电系统的电磁干扰源端,包括:光伏发电阵列和光伏升压电路。

由此,通过检测光伏功率的变化,进而推算滤波器源端(源端实际上指的是光伏滤波板前面的发电阵列和升压电路)的阻抗变化,然后控制开关改变滤波器的拓扑和参数,以保证滤波器效果。

在一些实施方式中,所述第二滤波器(如混合供电滤波器),包括:直流滤波器。所述直流滤波器,包括:差模电容模块和共模扼流圈模块。所述差模电容模块,包括:两个以上差模电容。所述共模扼流圈模块,包括:两个以上共模扼流圈。所述第一滤波器(如光伏滤波器),包括:直流滤波器、辅助共模扼流圈和开关单元。

其中,所述控制单元,根据所述光伏供电系统的光伏运行参数,调整所述第一滤波器的滤波参数,包括:若所述光伏发电系统的电磁干扰源端的阻抗低于设定值,则控制所述开关单元,以使两个以上所述共模扼流圈串联,实现对所述第一滤波器的滤波参数的第一调整;若所述光伏发电系统的电磁干扰源端的阻抗未低于所述设定值,则控制所述开关单元,以使两个以上所述差模电容并联,实现对所述第一滤波器的滤波参数的第二调整。

由此,通过在光伏升压电路之后增加一个光伏滤波器对输出电压进行滤波,由于光伏供电系统的运行状态有变化,为了发挥光伏发电设备的最大效能,需要运用mppt(即最大功率点跟踪)技术进行控制,在这个过程中因为功率的不断变化,干扰源阻抗也会不断变化,所以需要对接入源端的滤波器结构进行变化,通过判断源端阻抗的高低来改变滤波器的结构和参数,来尽可能的保证滤波器与源端相接时处于最大阻抗失配状态,以此来保证滤波器的效果。

在一些实施方式中,所述直流滤波器,还包括:电阻模块(如电阻r1)。两个以上差模电容,包括:第一差模电容(如差模电容cx1)、第二差模电容(如差模电容cx2)和第三差模电容(如差模电容cx3)。两个以上共模扼流圈,包括:第一共模扼流圈(如共模扼流圈l1)和第二共模扼流圈(如共模扼流圈l2)。

其中,在所述第二滤波器中,所述电阻模块与所述第一差模电容并联,并输出至所述共模扼流圈模块。所述第一共模扼流圈和所述第二共模扼流圈串联。所述第二差模电容和所述第三差模电容串联、且设置在所述共模扼流圈的输出端。

在一些实施方式中,在所述第一滤波器中,所述辅助共模扼流圈,包括:第三共模扼流圈(如共模扼流圈l3)。所述开关单元,包括:第一开关至第八开关,如第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关和第八开关。

其中,所述第一开关模块(如开关k1),与所述第一差模电容串联。

所述第二开关模块(如开关k2、开关k6中的一个开关和开关k8中的一个开关),设置在所述第一共模扼流圈的第一电感与所述第二共模扼流圈中的第一电感、以及所述第三共模扼流圈的第一电感之间。

所述第三开关模块(如开关k3、开关k6中的另一个开关和开关k8中的另一个开关),设置在所述第一共模扼流圈的第二电感与所述第二共模扼流圈中的第二电感、以及所述共模扼流圈的第二电感之间。

所述第四开关模块(如开关k4和开关k7中的一个开关),设置在所述第一共模扼流圈的第一电感与所述第三共模扼流圈的第一电感、以及所述第二差模电容的一端之间。

所述第五开关模块(如开关k5和开关k7中的另一个开关),设置在所述第二共模扼流圈的第二电感与所述第三共模扼流圈的第二电感、以及所述第二差模电容的另一端之间。

具体地,光伏滤波器主要是由差模电容cx1、差模电容cx2和差模电容cx3,共模扼流圈l1、共模扼流圈l2和共模扼流圈l3,共模电容cy1和共模电容cy2组成的直流滤波器。通过主控芯片检测光伏发电系统的实时功率来判断源端的阻抗高低来对滤波器上的开关进行开启或断开从而改变滤波器结构和参数,当源端处于低阻抗状态下,源端与滤波器输入端的电感串联。当源端处于高阻抗状态下,源端与滤波器输入端的电容并联,这样源端和滤波器可以保证尽可能大的阻抗失配,由于阻抗的变化导致的滤波结构的变化可以通过开关k1来实现,同时通过开关k2-开关k8的开合可以增加或减少共模电感的电感量。然后再在光伏供电和蓄电池的混合供电的后再加入滤波器进行滤波。

在一些实施方式中,所述直流滤波器,还包括:共模电容模块。所述共模电容模块,设置在所述共模扼流圈模块的输出端。

在一些实施方式中,所述共模电容模块,包括:第一共模电容(如共模电容cy1)和第二共模电容(如共模电容cy2)。所述第一共模电容和所述第二共模电容串联后,与所述第二差模电容和所述第三差模电容并联。

具体地,在光伏滤波器滤除了光伏供电系统的干扰后,由于要和蓄电池混合供电,所以该混合供电滤波器的作用是:对光伏供电的补充滤波,相当于光伏系统二级滤波器;以及滤除蓄电池供电可能带来的干扰。就滤波器本身而言,其实就是相关方案中的滤波器拓扑,但是注意中间两个扼流圈结构(如共模扼流圈l1和共模扼流圈l2),共模扼流圈l1和共模扼流圈l2串联的原因是一般单个扼流圈如果要保证电感量比较大的同时额定电流较大,单个扼流圈的体积也会很大,而滤波板放置空间有限选择几个扼流圈串联,是保证在额定电流不变的情况下,获得更大的电感量,同时减小体积。

经大量的试验验证,采用本发明的技术方案,通过设置光伏滤波器和混合供电滤波器,根据光伏供电系统的光伏运行情况,调整光伏滤波器的结构以改善光伏滤波器的滤波性能,对光伏供电系统进行一次滤波;并通过混合供电滤波器,对光伏供电系统进行二次滤波,并对蓄电池供电系统进行滤波,从而,实现对光伏发电系统和车载蓄电池混合供电过程中干扰源产生的电磁干扰进行抑制,以改善采用光伏发电系统和车载蓄电池混合供电的汽车电子设备的电磁兼容性能。

根据本发明的实施例,还提供了对应于混合供电系统的电磁干扰抑制装置的一种汽车空调。该汽车空调可以包括:以上所述的混合供电系统的电磁干扰抑制装置。

由光伏发电系统和车载蓄电池混合供电的光伏大巴空调,由于光伏板的供电无法达到光伏大巴空调的工作电压,所以通过搭建升压电路来解决该问题,也因此电路中的开关器件的高频开关动作产生了大量的电磁干扰(emi),影响了用电设备的正常工作,也使产品无法满足相关的电磁兼容标准要求。

具体地,如果光伏升压电路运作时,该光伏升压电路中功率开关管的高速开关动作产生的电流变化情况(如di/dt)通过导线或者耦合其他电路元件(如变压器)会产生比较大的电磁干扰,如果电磁干扰过大就会影响到车上的其他电子设备,造成其他电子设备功能异常甚至失灵,造成整机的可靠性下降。

为此,需要设计出一种至少能够有效解决光伏大巴空调的电磁兼容性能差的问题,以抑制电磁干扰的光伏大巴空调方案。

在一些实施方式中,本发明的方案,提供一种可以抑制光伏大巴空调的电磁干扰的方案,针对主要的干扰源产生的电磁干扰进行有效抑制,大大改善了混合供电的光伏大巴空调的电磁兼容性能,能够解决由光伏发电系统和车载蓄电池混合供电的供电方式,因光伏升压电路导致光伏供电部分的高频噪声大、光伏电能质量差,从而导致光伏发电系统和蓄电池混合供电的光伏大巴空调的电磁干扰较大、电磁兼容性能变差、整机可靠性降低的问题。

在一些实施方式中,本发明的方案提出一种新型的光伏大巴空调,根据光伏供电系统的运行特点改变滤波器结构得到的特殊滤波器,能够有效抑制因光伏升压电路高频开关动作产生的电磁干扰,同时也对光伏供电和蓄电池混合供电的电磁干扰进行抑制,提升光伏大巴空调整机的电磁兼容性能。

具体地,本发明的方案提供一种能够有效抑制电磁干扰的光伏大巴空调系统,采用滤波器,先对经过光伏升压电路的光伏供电进行滤波,该滤波器可以根据光伏供电系统的运行状态更改滤波结构保证滤波效果;再对光伏供电与蓄电池的混合供电进行滤波,有效减少光伏升压电路上的开关管产生的高频电磁干扰和混合供电中的干扰进而提升整机的电磁兼容性能。

下面结合图2至图4所示的例子,对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。

图2为光伏大巴空调系统的一实施例的结构示意图。如图2所示,光伏大巴空调系统,包括:光伏供电系统、蓄电池供电系统、混合供电滤波器、压缩机模块和风机模块。光伏供电系统,包括:光伏发电阵列、光伏升压电路、光伏滤波器和干扰源阻抗检测模块。光伏发电阵列、光伏升压电路、光伏滤波器和混合供电滤波器依次连接。干扰源阻抗检测模块设置在光伏升压电路与光伏滤波器之间。蓄电池供电系统连接至混合供电滤波器。混合供电滤波器,分别连接至压缩机模块和风机模块。

光伏发电阵列和光伏升压电路相当于滤波器的源端(即噪声源),由于光伏发电阵列的功率是在不断变化的,由于功率发生了变化,会导致噪声源阻抗发生了变化,对于滤波器来讲,源端阻抗发生变化,滤波器结构为达到更好的效果,拓扑也要进行调整,但是普通的滤波器结构和滤波原件参数固定,难以得到更好效果,为了解决这个问题,设计了该本发明的方案中的滤波器系统。

本发明的方案提供的一种可以有效抑制电磁干扰的光伏大巴空调,根据图2可知,该光伏大巴空调系统主要是由光伏发电系统、蓄电池供电、混合供电滤波、压缩机模块、风机模块组成。该光伏大巴空调系统的供电方式采取由光伏发电系统和蓄电池混合供电,光伏发电系统中由光伏发电阵列,光伏升压电路,干扰源阻抗检测,光伏滤波组成。

光伏发电阵列由多块光伏板连接在一起组成,但是光伏发电阵列所产生的电压无法达到系统的额定工作电压,需要通过一个升压电路来提高光伏发电阵列产生的电压,但是升压电路中所使用的开关管由于高频的开关动作产生了大量的电磁干扰,这严重影响了整个产品的电磁兼容性能,同时这种高频噪声耦合到光伏输出信号上,导致光伏输出的电能质量变差,从而使光伏大巴空调的混合供电质量减弱,对整机的可靠性也有很大影响。

针对光伏供电系统这一个干扰源,需要在光伏升压电路之后增加一个光伏滤波器对输出电压进行滤波,由于光伏供电系统的运行状态有变化,为了发挥光伏发电设备的最大效能,需要运用mppt(即最大功率点跟踪)技术进行控制,在这个过程中因为功率的不断变化,干扰源阻抗也会不断变化,所以需要对接入源端的滤波器结构进行变化,通过判断源端阻抗的高低来改变滤波器的结构和参数,来尽可能的保证滤波器与源端相接时处于最大阻抗失配状态,以此来保证滤波器的效果。

图3为光伏滤波器的一实施例的拓扑结构示意图。如图3所示,光伏滤波器,包括:电阻r1,单刀单掷开关k1,单刀双掷开关k2、单刀双掷开关k3、单刀双掷开关k4和单刀双掷开关k5,双刀双掷开关k6、双刀双掷开关k7和双刀双掷开关k8,差模电容cx1、差模电容cx2、差模电容cx3、共模电容cy1和共模电容cy2,共模扼流圈l1、共模扼流圈l2和共模扼流圈l3。

相关方案中滤波器的拓扑和元器件参数固定,然而在本发明的光伏大巴空调系统中由于光伏发电阵列的光伏的功率在不断变化,光伏滤波器源端阻抗也在不断变化,这时候固定的拓扑和元器件参数会导致滤波器效果变差,为了保证更好的滤波器效果。通过检测光伏功率的变化,进而推算滤波器源端(源端实际上指的是光伏滤波板前面的发电阵列和升压电路)的阻抗变化,然后控制开关改变滤波器的拓扑和参数,以保证滤波器效果。

光伏滤波器的结构如图3所示,在本发明的方案中,光伏滤波器主要是由差模电容cx1、差模电容cx2和差模电容cx3,共模扼流圈l1、共模扼流圈l2和共模扼流圈l3,共模电容cy1和共模电容cy2组成的直流滤波器。通过主控芯片检测光伏发电系统的实时功率来判断源端的阻抗高低来对滤波器上的开关进行开启或断开从而改变滤波器结构和参数,当源端处于低阻抗状态下,源端与滤波器输入端的电感串联;当源端处于高阻抗状态下,源端与滤波器输入端的电容并联,这样源端和滤波器可以保证尽可能大的阻抗失配,由于阻抗的变化导致的滤波结构的变化可以通过开关k1来实现,同时通过开关k2-开关k8的开合可以增加或减少共模电感的电感量。然后再在光伏供电和蓄电池的混合供电的后再加入滤波器进行滤波。

例如:在设计一个emi滤波器时必须要遵循的一个重要原则就是阻抗失配原则,即滤波器与源端的阻抗要极大不匹配,噪声源阻抗如果判断为低,那么和相接的滤波器输入端就要尽可能高,而emi(电磁干扰)信号一般为高频,根据电感的阻抗公式就是zl=2πfl,f是频率,l是电感量,这样频率越高,阻抗越大,所以需要把噪声源和滤波器的共模电感相接。同理,要想要滤波器的输入端阻抗为低阻抗,zc=1/2πfc,频率越高,阻抗越小。对于源端传来的高阻抗信号,其与滤波器的低阻抗端(电容)相接,会直接沿着低阻抗路径释放掉,对于低阻抗信号要与滤波器高阻抗(电感)端相接,信号会直接在电感上消耗掉,这也是为什么源端高阻抗接滤波器电容,低阻抗接滤波器电感的原因。

图4为混合供电滤波器的一实施例的拓扑结构示意图。如图4所示,混合供电滤波器,包括:电阻r1,差模电容cx1、差模电容cx2和差模电容cx3,共模扼流圈l1和共模扼流圈l2。

图4所示的混合供电滤波器,实际上是在光伏滤波器滤除了光伏供电系统的干扰后,由于要和蓄电池混合供电,所以该混合供电滤波器的作用是:对光伏供电的补充滤波,相当于光伏系统二级滤波器;以及滤除蓄电池供电可能带来的干扰。

就滤波器本身而言,其实就是相关方案中的滤波器拓扑,但是注意中间两个扼流圈结构(如共模扼流圈l1和共模扼流圈l2),共模扼流圈l1和共模扼流圈l2串联的原因是一般单个扼流圈如果要保证电感量比较大的同时额定电流较大,单个扼流圈的体积也会很大,而滤波板放置空间有限选择几个扼流圈串联,是保证在额定电流不变的情况下,获得更大的电感量,同时减小体积。

图4为混合供电滤波的拓扑示意图。需要说明的是图3和图4的滤波器拓扑仅为示意图,实际使用中要根据光伏升压电路的电路特性,压缩机等负载的运行参数调整器件参数和拓扑结构。

其中,滤波器设计时应遵循:源内阻是高阻(低阻)的,滤波器输入阻抗就应该是低阻(高阻);负载是高阻(低阻)的,则滤波器输出阻抗就应该是低阻(高阻),即阻抗失配原则这也是我们调整滤波器拓扑的依据,对emi信号来说,电感是高阻的,电容是低阻的。在本发明的方案中,由于光伏升压电路是主要的干扰源,主要调整的也是图3所示的光伏滤波器左端的拓扑,至于滤波器器件参数的选择,可以把滤波器等效为共模滤波器等效电路和差模滤波器等效电路,对共模滤波器来讲,需要先选择共模电容cy的大概值,在满足漏电流的情况下,应尽可能选大一些,再明确电磁干扰测量频率范围,emi滤波器实际上是一种低通滤波器,选择的截止频率要略低于测量最低频率,这样可以有效滤除测量范围内的电磁干扰,同时允许低于截止频率的信号通过,差模是类似的,通过测量共模扼流圈的漏感或者通过磁芯、线径等参数计算漏感,以此漏感作为差模电感,根据刚才的截止频率,差模漏感量算出差模电容量。

这种,既有根据光伏运行情况可以调整滤波器结构以保证尽可能好的特殊滤波器,又在光伏供电和蓄电池供电混合添加滤波器的方案,能够有效抑制光伏大巴空调的电磁干扰,大大提升了整机的可靠性。

由于本实施例的汽车空调所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。

经大量的试验验证,采用本发明的技术方案,通过设置光伏滤波器和混合供电滤波器,根据光伏供电系统的光伏运行情况,调整光伏滤波器的结构以改善光伏滤波器的滤波性能,对光伏供电系统进行一次滤波;并通过混合供电滤波器,对光伏供电系统进行二次滤波,并对蓄电池供电系统进行滤波,能够有效抑制汽车空调(如光伏大巴空调)的电磁干扰,大大提升了整机的可靠性。

根据本发明的实施例,还提供了对应于汽车空调的一种混合供电系统的电磁干扰抑制方法,如图5所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。所述混合供电系统,包括:光伏供电系统和蓄电池供电系统。所述混合供电系统的电磁干扰抑制方法,包括:步骤s110至步骤s140。

在步骤s110处,通过采样单元,采样所述光伏供电系统的光伏运行参数。

在步骤s120处,通过控制单元,根据所述光伏供电系统的光伏运行参数,调整所述第一滤波器的滤波参数。

在步骤s130处,通过第一滤波器,按调整后的所述滤波参数,对所述光伏供电系统的光伏电磁干扰进行一次滤波。

在步骤s140处,通过第二滤波器,在所述第一滤波器对所述光伏供电系统的光伏电磁干扰进行一次滤波的情况下,对所述光伏供电系统的光伏电磁干扰进行二次滤波,并对所述蓄电池供电系统进行滤波。

由此,通过根据光伏供电系统的运行特点改变滤波器结构得到的特殊滤波器,能够有效抑制因光伏升压电路高频开关动作产生的电磁干扰,同时也对光伏供电和蓄电池混合供电的电磁干扰进行抑制,提升光伏大巴空调整机的电磁兼容性能。这样,针对主要的干扰源产生的电磁干扰进行有效抑制,大大改善了混合供电的光伏大巴空调的电磁兼容性能。

在一些实施方式中,步骤s110中通过采样单元,采样所述光伏供电系统的光伏运行参数,包括:采样所述光伏发电系统的当前光伏发电功率,并根据所述当前光伏发电功率确定所述光伏发电系统的电磁干扰源端的阻抗。所述光伏发电系统的电磁干扰源端,包括:光伏发电阵列和光伏升压电路。

由此,通过检测光伏功率的变化,进而推算滤波器源端(源端实际上指的是光伏滤波板前面的发电阵列和升压电路)的阻抗变化,然后控制开关改变滤波器的拓扑和参数,以保证滤波器效果。

在一些实施方式中,所述第二滤波器(如混合供电滤波器),包括:直流滤波器。所述直流滤波器,包括:差模电容模块和共模扼流圈模块。所述差模电容模块,包括:两个以上差模电容。所述共模扼流圈模块,包括:两个以上共模扼流圈。所述第一滤波器(如光伏滤波器),包括:直流滤波器、辅助共模扼流圈和开关单元。

步骤s120中通过控制单元,根据所述光伏供电系统的光伏运行参数,调整所述第一滤波器的滤波参数,包括:若所述光伏发电系统的电磁干扰源端的阻抗低于设定值,则控制开关单元,以使两个以上共模扼流圈串联,实现对所述第一滤波器的滤波参数的第一调整;若所述光伏发电系统的电磁干扰源端的阻抗未低于所述设定值,则控制开关单元,以使两个以上差模电容并联,实现对所述第一滤波器的滤波参数的第二调整。

由此,通过在光伏升压电路之后增加一个光伏滤波器对输出电压进行滤波,由于光伏供电系统的运行状态有变化,为了发挥光伏发电设备的最大效能,需要运用mppt(即最大功率点跟踪)技术进行控制,在这个过程中因为功率的不断变化,干扰源阻抗也会不断变化,所以需要对接入源端的滤波器结构进行变化,通过判断源端阻抗的高低来改变滤波器的结构和参数,来尽可能的保证滤波器与源端相接时处于最大阻抗失配状态,以此来保证滤波器的效果。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述汽车空调的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。

经大量的试验验证,采用本实施例的技术方案,通过设置光伏滤波器和混合供电滤波器,根据光伏供电系统的光伏运行情况,调整光伏滤波器的结构以改善光伏滤波器的滤波性能,对光伏供电系统进行一次滤波;并通过混合供电滤波器,对光伏供电系统进行二次滤波,并对蓄电池供电系统进行滤波,能够有效减少光伏升压电路上的开关管产生的高频电磁干扰和混合供电中的干扰进而提升整机的电磁兼容性能。

综上,本领域技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。

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