充配电控制系统及充配电系统的制作方法

本技术涉及充配电，具体地涉及一种充配电控制系统及充配电系统。

背景技术：

1、近年来，新能源汽车蓬勃发展，这使得用户对新能源汽车的充配电系统提出更高的需求，充配电系统是新能源汽车中重要的系统之一，充配电系统的性能在很大程度上影响汽车的充电速度和充电效率。随着新能源汽车充电技术的发展，用户需要在更短的时间内充满电，为了满足用户的需求，汽车的充配电系统中部分电路的功率可能较大，而大功率电路往往会有明显的需求，例如，在刚开始充电的一段时间内，大功率电路需要逐渐提高输出的电压，从而使动力电池的充电速度逐渐提高。

2、在相关技术中，可能采用单片机或数字信号处理器的软件方式来控制大功率电路，虽然能够精准满足大功率电路的各种需求，但是软件控制的响应速度较慢，所以在大功率电路有明显需求时，用软件方式来控制大功率电路会导致动力电池的需求不能及时满足。

3、另外，在一些相关技术中，采用模拟电路来控制充配电系统，虽然模拟信号的响应速度很快，但是对于大功率电路，往往需要非常复杂的模拟电路来控制，这就需要较高的成本。

4、需要指出的是，公开于本技术背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本技术的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成己为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种充配电控制系统及充配电系统，以利于解决现有技术中采用软件方式控制大功率电路时，响应速度较慢；采用模拟电路来控制大功率电路时成本较高的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种充配电控制系统，应用于充配电系统，所述充配电系统包括功率因数补偿模块、半桥llc谐振变换模块和dc/dc变换模块，所述充配电控制系统包括：

3、第一控制单元，用于与所述功率因数补偿模块电连接，所述第一控制单元用于接收所述功率因数补偿模块输出的第一反馈信号，并根据所述第一反馈信号向所述功率因数补偿模块发送第一控制信号，所述功率因数补偿模块用于接收第一直流电，并根据所述第一控制信号将所述第一直流电转换为第二直流电；

4、第二控制单元，用于与所述半桥llc谐振变换模块电连接，所述第二控制单元用于接收所述半桥llc谐振变换模块输出的第二反馈信号，并根据所述第二反馈信号向所述半桥llc谐振变换模块发送第二控制信号，所述半桥llc谐振变换模块用于接收所述功率因数补偿模块输出的所述第二直流电，并根据所述第二控制信号将所述第二直流电转换为第三直流电，并将所述第三直流电输出给动力电池；

5、第三控制单元，用于与所述dc/dc变换模块电连接，所述第三控制单元用于接收所述dc/dc变换模块输出的第三反馈信号，并根据所述第三反馈信号向所述dc/dc变换模块发送第三控制信号，所述dc/dc变换模块用于接收所述动力电池输出的第四直流电，并根据所述第三控制信号将所述第四直流电转换为第五直流电，并将所述第五直流电输出给蓄电池；

6、主控制单元，分别与所述第一控制单元、所述第二控制单元和所述第三控制单元电连接，所述主控制单元用于控制所述第一控制单元向所述功率因数补偿模块发送第四控制信号，所述功率因数补偿模块用于接收第一直流电，并根据所述第四控制信号将接收到的第一直流电转换为第二直流电；和/或，控制所述第二控制单元向所述半桥llc谐振变换模块发送第五控制信号，所述半桥llc谐振变换模块用于接收所述功率因数补偿模块输出的所述第二直流电，并根据所述第五控制信号将所述第二直流电转换为第三直流电，并将所述第三直流电输出给动力电池；和/或，控制所述第三控制单元向所述dc/dc变换模块发送第六控制信号，所述dc/dc变换模块用于接收所述动力电池输出的第四直流电，并根据所述第六控制信号将所述第四直流电转换为第五直流电，并将所述第五直流电输出给蓄电池。

7、在本技术实施例中，通过3个模拟信号控制单元(第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元)分别对各自对应的电路进行控制，并通过主控制单元(数字信号控制单元)控制3个模拟信号控制单元，既可以实现对电路的精准控制，也不会影响控制单元控制电路的速度，还节约了成本。

8、在一种可能的实现方式中，所述系统还包括：

9、反激式电源模块，所述反激式电源模块的输入端用于与所述蓄电池的输出端电连接，所述反激式电源模块的输出端分别与所述功率因数补偿模块、所述半桥llc谐振变换模块和所述dc/dc变换模块电连接，所述反激式电源模块用于接收蓄电池输出的第五直流电，并为所述功率因数补偿模块、所述半桥llc谐振变换模块和所述dc/dc变换模块供电。

10、在本技术实施例中，采用反激式电源模块将蓄电池中的电源转换为更低电压，并为功率因数补偿模块、半桥llc谐振变换模块和dc/dc变换模块中的元件供电，无需在汽车中增加新的电源，可以节省车内空间，尤其是对于结构紧凑的轿车，节省空间尤为重要。

11、在一种可能的实现方式中，所述功率因数补偿模块，包括：

12、储能电路，所述储能电路的第一端用于与集成桥式整流模块的输出端电连接，所述储能电路的控制端与所述第一控制单元电连接，所述储能电路用于根据所述第一控制信号或所述第四控制信号，接收第一直流电；

13、第一整流滤波电路，所述第一整流滤波电路的第一端与所述储能电路的第二端电连接，所述第一整流滤波电路的第二端用于与所述动力电池的输入端电连接，所述第一整流滤波电路用于整流和滤波并输出第二直流电；

14、第一电流反馈电路，所述第一电流反馈电路的第一端与所述储能电路的第二端电连接，所述第一电流反馈电路的第二端与所述第一控制单元电连接，所述第一电流反馈电路用于检测电路中的电流，生成第一电流反馈信号，并将所述第一电流反馈信号发送给所述第一控制单元；

15、第一电压反馈电路，所述第一电压反馈电路的第一端与所述第一整流滤波电路的第二端电连接，所述第一电压反馈电路的第二端与第一整流滤波电路的第三端电连接，所述第一电压反馈电路的第三端与所述第一控制单元电连接，所述第一电压反馈电路用于检测输出电压，生成第一电压反馈信号，并将所述第一电压反馈信号发送给所述第一控制单元。

16、在本技术实施例中，通过功率因数补偿模块中的储能电路来提升电压，从而达到补偿功率的效果，且通过功率因数补偿模块可以避免后续的大功率电路对外部电网的影响。

17、在一种可能的实现方式中，所述储能电路，包括：

18、第一电感，所述第一电感的第一端用于与集成桥式整流模块的输出端电连接；

19、第一mos管，所述第一mos管的栅极与所述第一控制单元电连接，所述第一mos管的漏极与所述第一电感的第二端电连接，所述第一mos管的源极与所述第一电流反馈电路的第一端电连接。

20、在本技术实施例中，通过电感和mos管互相配合，达到储能的目的。具体的，当mos管关断时，会使电感储存的能量产生高压电势。

21、在一种可能的实现方式中，所述第一整流滤波电路，包括：

22、第一二极管，所述第一二极管的正极与所述储能电路的第二端电连接，所述第一二极管的负极用于与所述动力电池的输入端电连接；

23、第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一二极管的负极电连接，所述第一电容的第二端接地。

24、在本技术实施例中，通过二极管来升压整流，通过电容对输出电压进行滤波。

25、在一种可能的实现方式中，所述半桥llc谐振变换模块，包括：

26、功率变换电路，所述功率变换电路的第一端与所述功率因数补偿模块的输出端电连接，所述功率变换电路的控制端与所述第二控制单元电连接，所述功率变换电路用于根据第二控制信号或第五控制信号，接收第二直流电，并调整电路中电流和电压的变化关系；

27、第一电压变换电路，所述第一电压变换电路的第一端与所述功率变换电路的第三端电连接，所述第一电压变换电路的第二端与所述功率变换电路的第四端电连接，所述第一电压变换电路用于调整电压大小；

28、第二整流滤波电路，所述第二整流滤波电路的第一端与所述第一电压变换电路的第三端电连接，所述第二整流滤波电路的第二端与所述第一电压变换电路的第四端电连接，所述第二整流滤波电路的第三端用于与所述动力电池的输入端电连接，所述第二整流滤波电路用于整流和滤波并输出第三直流电；

29、峰值电流反馈电路，所述峰值电流反馈电路的第一端与所述功率变换电路的第四端电连接，所述峰值电流反馈电路的第二端与所述第二控制单元电连接，所述峰值电流反馈电路用于检测所述功率变换电路中的峰值电流，生成峰值电流反馈信号，并将所述峰值电流反馈信号发送给所述第二控制单元；

30、第二电流反馈电路，所述第二电流反馈电路的第一端与所述第二整流滤波电路的第四端电连接，所述第二电流反馈电路的第二端用于与所述动力电池的输入端电连接，所述第二电流反馈电路用于检测所述第二整流滤波电路中的电流，生成第二电流反馈信号，并将所述第二电流反馈信号发送给所述第二控制单元；

31、第二电压反馈电路，所述第二电压反馈电路的第一端与所述第二整流滤波电路的第三端电连接，所述第二电压反馈电路的第二端与所述第二电流反馈电路的第二端电连接，所述第二电压反馈电路用于检测输出电压，生成第二电压反馈信号，并将所述第二电压反馈信号发送给所述第二控制单元。

32、在本技术实施例中，通过半桥llc谐振变换模块来为动力电池提供恒流或恒压或恒功率的电源。通过功率变换回路的谐振电感和谐振电容，使得功率变换回路的电流和电压在谐振元件的作用下满足正弦变换关系。然后通过整流滤波电路将交流电转换为直流电并输出给动力电池。

33、在一种可能的实现方式中，所述功率变换电路，包括：

34、第一开关电路，所述第一开关电路的控制端与所述第二控制单元电连接，所述第一开关电路的第一端与所述功率因数补偿模块的输出端电连接，所述第一开关电路用于根据所述第二控制信号或第五控制信号，控制接收第二直流电的大小；

35、谐振电路，所述谐振电路的第一端与所述第一开关电路的第二端电连接，所述谐振电路的第二端与所述第一电压变换电路的第一端电连接，所述谐振电路的第三端与所述第一电压变换电路的第二端电连接，所述谐振电路的第四端与所述第一开关电路的第三端电连接，所述谐振电路用于调整电路中的电流和电压的变化关系。

36、在本技术实施例中，通过调整pwm信号的占空比来实现对开关电路的控制，进而调整输入到功率变换电路中的电流大小，并通过谐振电路使得电路中的电流和电压满足特定的变化关系(例如，正弦变化)。

37、在一种可能的实现方式中，所述第一开关电路，包括：

38、第二mos管，所述第二mos管的栅极与所述第二控制单元电连接，所述第二mos管的漏极与所述功率因数补偿模块的输出端电连接，所述第二mos管的源极用于与谐振电路的第一端电连接；

39、第三mos管，所述第三mos管的栅极与所述第二控制单元电连接，所述第三mos管的漏极与所述第二mos管的源极电连接，所述第三mos管的源极用于与所述谐振电路的第四端电连接。

40、在本技术实施例中，开关电路由mos管组成，通过两个mos管的配合，实现对输入电路的电流大小的控制。且两mos管漏源两端并联的电容由mos管的结电容代替，从而减小系统的体积，节省车内空间。

41、在一种可能的实现方式中，所述谐振电路，包括：

42、第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一电压变换电路的第二端电连接，所述第二电容的第二端与所述第一开关电路的第三端电连接。

43、在本技术实施例中，第一电压变换电路采用变压器。对半桥llc谐振变换模块进行集中磁设计，通过对变压器进行特定的漏感设计，使其漏感值恰好等于与变压器原边串联的谐振电感，并由变压器的原边直接代替与变压器原边并联的谐振电感。从而减小系统的体积，节省车内空间。

44、在一种可能的实现方式中，所述第二整流滤波电路，包括：

45、第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第一电压变换电路的第三端电连接；

46、第三二极管，所述第三二极管的正极接地，所述第三二极管的负极与所述第二二极管的正极电连接；

47、第四二极管，所述第四二极管的正极与所述第一电压变换电路的第四端电连接，所述第四二极管的负极与所述第二二极管的负极电连接；

48、第五二极管，所述第五二极管的正极接地，所述第五二极管的负极与所述第一电压变换电路的第四端电连接；

49、第三电容，所述第三电容的第一端与所述第四二极管的负极电连接，所述第三电容的第二端接地。

50、在本技术实施例中，通过多个二极管实现整流效果，将变压器输出的交流电转换为直流电以便于为动力电池充电，并用电容滤波，使输出的直流电更稳定。

51、在一种可能的实现方式中，所述dc/dc变换模块，包括：

52、第二开关电路，所述第二开关电路的控制端与第三控制单元电连接，所述第二开关电路的第一端用于与所述动力电池的输出端电连接，所述第二开关电路用于根据所述第三控制信号或第六控制信号，控制接收第四直流电的大小；

53、第二电压变换电路，所述第二电压变换电路的第一端与所述第二开关电路的第二端电连接，所述第二电压变换电路的第二端与所述第二开关电路的第三端电连接，所述第二电压变换电路用于调整电压；

54、第三整流滤波电路，所述第三整流滤波电路的控制端与所述第三控制单元电连接，所述第三整流滤波电路的第一端与所述第二电压变换电路的第三端电连接，所述第三整流滤波电路的第二端与所述第二电压变换电路的第四端电连接，所述第三整流滤波电路的第三端和第四端分别用于与所述蓄电池的输入端电连接，所述第三整流滤波电路用于整流和滤波并输出第五直流电；

55、第三电流反馈电路，所述第三电流反馈电路的第一端与所述第二开关电路的第四端电连接，所述第三电流反馈电路的第二端接地，所述第三电流反馈电路用于检测第二开关电路中的电流，生成第三电流反馈信号，并将所述第三电流反馈信号发送给所述第三控制单元；

56、第三电压反馈电路，所述第三电压反馈电路的第一端与所述第三整流滤波电路的第三端电连接，所述第三电压反馈电路的第二端与所述第三整流滤波电路的第四端电连接，所述第三电压反馈电路用于检测输出电压，生成第三电压反馈信号，并将所述第三电压反馈信号发送给所述第三控制单元。

57、在本技术实施例中，通过dc/dc变换模块将动力电池输出的高电压电源转换为低电压并为汽车中的12v蓄电池充电。

58、在一种可能的实现方式中，所述第二开关电路，包括：

59、第四mos管，所述第四mos管的栅极与所述第三控制单元电连接，所述第四mos管的漏极用于与所述动力电池的输出端电连接；

60、第五mos管，所述第五mos管的栅极与所述第三控制单元电连接，所述第五mos管的漏极与所述第四mos管的源极电连接；

61、第六mos管，所述第六mos管的栅极与所述第三控制单元电连接，所述第六mos管的漏极用于与所述动力电池的输出端电连接；

62、第七mos管，所述第七mos管的栅极与所述第三控制单元电连接，所述第七mos管的漏极与所述第六mos管的源极电连接，所述第七mos管的源极与所述第五mos管的源极电连接；

63、第二电感，所述第二电感的第一端分别与所述第四mos管的源极和所述第五mos管的漏极电连接，所述第二电感的第二端用于与所述第二电压变换电路的第一端电连接。

64、在本技术实施例中，通过多个mos管组合，实现对输入电路的电流大小的控制，并与后续电路组合实现降压的作用。

65、在一种可能的实现方式中，所述第三整流滤波电路，包括：

66、第八mos管，所述第八mos管的栅极与所述第三控制单元电连接，所述第八mos管的漏极与所述第二电压变换电路的第三端电连接；

67、第九mos管，所述第九mos管的栅极与所述第三控制单元电连接，所述第九mos管的漏极与所述第二电压变换电路的第四端电连接，所述第九mos管的源极与所述第八mos管的源极电连接；

68、第三电感，所述第三电感的第一端与所述第二电压变换电路的第五端电连接；

69、第四电容，所述第四电容的第一端分别与所述第三电感的第二端和所述第三电压反馈电路的第一端电连接，所述第四电容的第二端分别与所述第九mos管的源极和所述第八mos管的源极电连接。

70、在本技术实施例中，通过两个mos管实现对输出电流的整流，通过电容和电感实现滤波作用，用于滤除输出的脉动电流和电压，使输出更稳定。

71、第二方面，本技术实施例提供了一种充配电系统，包括：

72、功率因数补偿模块；

73、半桥llc谐振变换模块，所述半桥llc谐振变换模块的输入端与所述功率因数补偿模块的输出端电连接，所述半桥llc谐振变换模块的输出端用于与动力电池的输入端电连接；

74、dc/dc变换模块，所述dc/dc变换模块的输入端与所述动力电池的输出端电连接，所述dc/dc变换模块的输出端用于与蓄电池的输入端电连接；

75、第一方面所述的充配电控制系统。

76、可以理解地，上述第二方面提供的充配电系统在第一方面中均有介绍。因此，其所能达到的有益效果可参考对应实现方式中的有益效果，此处不再赘述。

77、在本技术实施例中，通过3个模拟信号控制单元(第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元)分别对各自对应的电路进行控制，并通过数字信号控制单元(主控制单元)控制3个模拟信号控制单元，既可以实现对电路的精准控制，也不会影响控制单元控制电路的速度，还节约了成本。