DC/DC变换电路、输出滤波电路、输出EMI滤波电路。
[0028]如图5所示，DC/DC变换电路采用变压器隔离的移相全桥ZVS拓扑结构，实现功率的低损耗和宽输出电压的目的。
[0029]输出滤波电路采用全波电路，全波电路的无损吸收电路由C10、D10、DlU LlO组成。ClO与DlO串联后并接在DC/DC变换电路输出端，正输出端连接滤波电感Lf作为输出滤波电路的正输出端，负输出端直接连接输出滤波电路的负输出端；D11与L1串联，D11阳极连接ClO与DlO的串联点，Dll阴极连接输出滤波电路的负输出端。
[0030]移相全桥ZVS电路实现开关管的零电压开通，有足够的能量来抽走将要开通的开关管结电容(或外部附加电容)上的电荷，并给同一桥臂将要关断的开关管结电容(或外部附加电容)充电。在超前臂ZVS开关过程中，用来抽走将要开通开关管并联电容的能量是由滤波电感和谐振电感提供的，而在滞后臂实现ZVS时，只有谐振电感提供能量。将直流母线100VDC电压转换成需要的40VDC——60VDC的直流电压，输出电流可以达到80A。
[0031 ] 放电电流由单片机MCU进行控制，放电电流分为若干步给定，控制放电电流从零开始，台阶式上升到设定电流值。如图6，放电电流给定分10步，在mS的时间内从OA最终达到放电电流的给定值IG。这样可以避免放电电流直接达到最大的放电电流时，电流过冲导致的误保护或者引起的故障。
[0032]人机接口单元
[0033]人机接口单元能够设置和显示装置参数。通过三个按键、六个指示灯及数码管可以设置放电电流，显示内容的调换，查看装置的工作状态(运行、故障、保护)，显示输入电压/电流、输出电压/电流、装置温度。
[0034]控制单元
[0035]控制单元的采集部分实现对各种电参量的采样，包括燃料电池的电压、燃料电池的电流、母线电压、输出电压、输出电流、稳压单元参数与限流单元参数，并将采样信号调理成O——5VDC之间，进入MCU。燃料电池的电压通过电压互感器LVl采集，得到VIN_INVF ；燃料电池的电流通过电流互感器CAl采集，得到VIN_INIF。
[0036]控制单元的保护部分实现对各功能单元的保护，包括燃料电池电压的过/欠压，输出电压的过/欠压，稳压单元的过温、过流，母线电压过压，限流单元的过温、过流。采样信号调理后的电压信号与计算保护点的基准电压进行比较，当出现故障时，将驱动单元的PWM信号关闭，从而使开关管始终处于关断状态，达到对装置的保护功能。
[0037]控制单元的驱动部分实现对启动单元的开与关、稳压单元功率管的驱动及限流单元功率管的驱动。控制芯片UCC28070输出的两路PWM，经NPN与PNP组成的达林顿电路，增加驱动能力，来控制稳压单元的功率管；控制芯片UCC3895输出四路PWM，经驱动芯片UCC27524和隔离驱动变压器，增加驱动能力，来控制限流单元的功率管。
[0038]辅助电源用于装置各功能单元的供电。辅助电源输入接燃料电池，通过控制芯片ICE2QS03G控制功率管，输出各功能单元需要的隔离供电电压。
[0039]控制单元的通信部分用于与其它装置的通信。通过RS485接口与外围电路配置或者通过CAN接口与外围电路配置同其它装置(监控装置)通信，进行协调工作。
[0040]以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种燃料电池放电电源装置，其特征在于，包括主电路和控制电路；主电路包括稳压单元和限流单元，稳压单元包括输入EMI滤波电路和升压电路，升压电路为交错并联PFC电路；限流单元包括DC/DC变换电路、输出滤波电路和输出EMI滤波电路；DC/DC变换电路为变压器隔离的移相全桥ZVS拓扑结构。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池放电电源装置，其特征在于，交错并联PFC电路包括两条由电感和二极管串联构成的支路，以及两个开关管单元；两个串联支路并联，一支路为第一电感(LI)和第一二极管(Dl)，另一支路为第二电感(L2)和第二二极管(D2)，一个开关管单元为并联的第一 MOS管(Ql)、第二 MOS管(Q2)，另一个开关管单元为并联的第三MOS管(Q3)、第四MOS管(Q4);并联的第一 MOS管(Ql)、第二 MOS管(Q2)单元连接第一电感(LI)和第一二极管(Dl)之间的串联点，并联的第三MOS管(Q3)、第四MOS管(Q4)连接第二电感(L2)和第二二极管(D2)之间的串联点。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池放电电源装置，其特征在于，输出滤波电路的无损吸收电路由第十电容(ClO)、第十二极管(DlO)、第^^一二极管(Dll)、第十电感(LlO)组成；第十电容(ClO)与第十二极管(DlO)串联后并接在DC/DC变换电路正、负输出端之间，正输出端连接滤波电感Lf作为输出滤波电路的正输出端，负输出端直接连接输出滤波电路的负输出端^一二极管(Dll)与第十电感(LlO)串联，第^^一二极管(Dll)阳极连接第十电容(ClO)与第十二极管(DlO)的串联点，第i^一二极管(Dll)阴极连接输出滤波电路的负输出端。
【专利摘要】本发明涉及一种燃料电池放电电源装置，包括主电路和控制电路；主电路包括稳压单元和限流单元，稳压单元包括输入EMI滤波电路和升压电路，升压电路为交错并联PFC电路；限流单元包括DC/DC变换电路、输出滤波电路和输出EMI滤波电路；DC/DC变换电路为变压器隔离的移相全桥ZVS拓扑结构。主电路依次通过输入EMI滤波、升压、DC/DC变换、输出滤波、输出EMI滤波输出稳定可靠的放电电流。
【IPC分类】H02M3-28, H01M8-04, H02J7-00
【公开号】CN104539006
【申请号】CN201410750783
【发明人】尹强, 于越, 任晓丹, 罗治军, 庞浩, 熊泽成, 赵启良, 王永峰, 丁圆, 王佰超
【申请人】许继电气股份有限公司, 许继电源有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月9日