一种电动汽车用车载太阳能充电机的制作方法_3

文档序号:8432998阅读:来源:国知局
所述QOOl和Q002的栅极与所述驱动模块相连,用于接收所述驱动模块发送的DRV+和DRV-驱动信号,所述Q001、LOOl、R003、C005和DOOl构成第一升压电路,通过DRV+驱动信号PMM占空比的变化将所述滤波模块输入的电压升高到不同的电压值输出给所述输出滤波模块,所述Q002、L002、R004、C005和DOOl构成第二升压电路,通过DRV-驱动信号PMM占空比的变化将所述滤波模块输入的电压升高到不同的电压值输出给所述输出滤波模块。
[0032]作为上述实施例的优选实施方式,如图6所示,所述输入电流采样模块7包括霍尔传感器U002、电容模块、电阻模块以及运算放大器、所述电容模块包括电容C008、C009、C027以及C028,所述电阻模块包括电阻R027、R028、R029以及R030,所述霍尔传感器U002串接在输入滤波模块和升压变换模块之间,所述霍尔传感器U002将采集到的电流值转换为小信号电压值通过Vlout引脚输出,并通过电阻R029连接到运算放大器U006A的正向输入端即第3引脚,所述运算放大器U006A、电容C028、电阻R030、电阻R027、电阻R028以及电容C027组成了一个2阶滤波放大电路,将霍尔传感器U002输出的小电压信号滤波放大后得到输出电路采样信号Ii,并输出给所述微控制器模块和所述TL494控制模块。
[0033]作为上述实施例的优选实施方式,所述电动汽车用车载太阳能充电机还包括显示模块20,所述显示模块20与所述微控制器模块12相连,用于实时显示所述车载动力电池22的充电电量。
[0034]作为上述实施例的优选实施方式,所述电动汽车用车载太阳能充电机还包括阳光照度检测模块17,所述阳光照度检测模块17与所述微控制器模块12相连,用于实时采样阳光的突变同时根据所述突变调节太阳能电池的输出能力。
[0035]作为上述实施例的优选实施方式,所述电动汽车用车载太阳能充电机还包括通讯模块15,所述微控制器通过串口端口 TXl和RXl和所述通讯模块15相连,用于和外接的PC机23、汽车故障诊断设备24或其他车载电器25进行通信。
[0036]作为上述实施例的优选实施方式,所述电动汽车用车载太阳能充电机还包括人机交互模块16,所述微控制器通过端口 PA8、PA9、PA10、PA11、PA12与所述人机交互模块16相连。
[0037]本实施例的电动汽车车载太阳能充电机,所述TL494芯片的RT脚通过电阻R016连接到地,所述TL494芯片的CT脚通过电容C018连接到地;所述TL494芯片的REF引脚与C021、R017和12V相接,C021和R017的另一端与R018相接,R018的另一段连接到GND ;R015、C015、C016组成比例积分电路,连接到TL494的COMP引脚实现电流环PI (比例积分)运算,电流环的参考输入为微控制器的控制信号Ic,连接到R014和C017,输入电流采样信号Ii连接至IJ TL494的2IN+引脚,TL494将Ic和Ii的误差通过R015、C015、C016组成的PI (比例积分运算电路)进行运算后转化成对互补的PWM通过引脚C1、C2输出,而Ic和Ii的误差的不同导致PWM占空比的不同,从而驱动模块将该PWM放大后驱动升压变换模块可调节输出功率,间接地改变输入电流Ii,经过多次调节后Ii将趋近Ic,实现电流调节功能;R013、C013、C014组成比例积分电路,连接到TL494的COMP引脚实现电压环PI (比例积分)运算,电压环的参考输入为来至电源模块I的输出电压最大值信号Uomax连接到R013、C014和TL494的IIN-引脚,输出电压采样信号Uo连接到TL494的IIN+引脚,TL494将Uomax和Uo的误差通过R013、C013、C014组成的PI (比例积分运算电路)进行运算后转化成对互补的PWM输出,而Uomax和Uo的误差的不同导致PWM占空比的不同,从而驱动模块将该PWM放大后驱动升压变换模块可调节输出功率,间接地改变输入电流Ii,经过多次调节后Uo将趋近Uomax但不超过Uomax,实现电压调节功能(限制电压不超过限值),电压环的参考输入为输出电压最大值基准Umaxref,其值的大小根据实际车载车载动力电池最大电压进行设定,使充电机在整个工作过程中输出电压不超过该值,以免损坏车载动力电池;电压调节环和电流调节环采样并联方式共同作用,电流环的输出参考Ic的等效电压信号小于等于Umaxref时,电流环起作用,电压环无任何作用,输出PWM的占空比完全由电流环控制;电流环的输出参考Ic的等效电压信号大于Umaxref时,电压环起作用,电流环无任何作用,输出PWM的占空比完全由电压环控制,电流环主要起调节作用,电压环起保护作用。
[0038]本实施例的所述电动汽车车载太阳能充电机的工作原理为:
[0039]1、该电动汽车用车载太阳能充电机上电后,第一电源模块13和第二电源模块14分别启动并给所述TL494控制模块11和所述微控制器模块12供电,所述TL494控制模块11和所述微控制器模块12随即启动;但由于此时所述微控制器模块12启动时输出的控制信号为0,所以所述TL494控制模块11并不输出PWM,因此驱动模块10也不会控制升压转换模块3进行升压工作,整个充电系统回路处于直通状态,系统不进行升压转换,输出电压等于输入电压;
[0040]2、微控制器模块12上电后,首先进行系统初始化,然后通过输入电压采样模块6、输出电压米样模块8和太阳能电池温度检测模块18获取输入电压(开路电压Uopen)、输出电压和太阳能电池温度,然后判断输入电压、输出电压和太阳能电池温度是否符合启动充电机条件,符合则启动充电机,不符合则继续循环采样输入电压、输出电压和太阳能电池温度,重复判断,直到条件满足;若启动条件满足,微控制器模块12首先使用0.78倍的开路电压Uopen作为目标电压进行控制,持续增大输出功率即增大微控制器模块12给TL494控制模块11的控制信号,直到输入电压低于0.78Uopen,之后进入正常跟踪阶段;
[0041]3、微控制器模块12持续采样输入电压、电流、输出电压电流和太阳能电池温度,根据输入电压电流功率和太阳能电池温度等情况选择快速恒定电压法、常速恒定电压法、扰动观察法、导纳增量法中的一种方法进行太阳能电池最大功率点的跟踪计算,得到下一个控制信号的值,并输出给TL494控制模块11,以达到实时增大或减小输出功率,如此反复循环,最终使充电机的输出功率稳定在太阳能的最大功率点附近,实现能量利用的最大化;
[0042]4、所述TL494控制模块11将来至微控制器模块12的控制信号与输入电流采样模块7得到的输入电流进行比较,并将误差进行经过PI运算后转换成一对互补的PWM信号送给所述驱动模块10,所述驱动模块10将这对互补的PWM信号经过放大后驱动升压转换模块3的MOSFET进行升压转换,通过多次PI控制后,所述微控制器模块12的控制信号和输入电流采样模块7得到的输入电流基本相等,达到平衡状态,使输入电流等于所述微控制器模块12期望的输出电流,实现软硬件联合控制的目的。
[0043]最后应说明的是:以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术
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