一种高频智能型充电机控制电路的制作方法

本发明涉及一种反激型车载电子充电机的控制电路，具体来说是一种采用智能化控制技术的反激型车载充电机控制电路。

背景技术：

充电机作为一种能量输出设备，已经在各种场合得到十分广泛的应用。这其中，大功率充电机在电动车等设备中已经得到了充分的运用。目前充电机智能化充电方案、高效化能量转换已经成为充电机发展的必然趋势。

智能充电机技术指的是采用智能充电技术，充电过程由控制电路决定，无须人工干预。充电机按照充电特性曲线进行充电，避免过充电，完全做到全自动工作状态。其优点主要有稳定性高、对电网波动适应能力强、故障率低、效率高等，是现代充电机的主流方向。

反激变换器由于具有拓扑简单，输入输出电气隔离，升/降压范围广，多路输出负载自动均衡等优点，而广泛用于多路输出机内电源中。在反激变换器中，变压器起着电感和变压器的双重作用，由于变压器磁芯处于直流偏磁状态，为防磁饱和要加入气隙，漏感较大。当功率管关断时，会产生很高的关断电压尖峰，导致开关管的电压应力大，有可能损坏功率管；导通时，电感电流变化率大。因此在很多情况下，必须在功率管两端加吸收电路。反激变换器是输出与输入隔离的最简单的变换器。输出滤波仅需要一个滤波电容，不需要体积、重量较大的电感，较低的成本。尤其在高压输出时，避免高压电感和高压续流二极管。功率晶体管零电流开通，开通损耗小。而二极管零电流关断，可以不考虑反向恢复问题。反激式变换器具有电路简单，能够提供多路直流输出，且输出电压稳定，转换效率高等优点。因此具有反激变换器的充电机已成为充电机的主流产品之一。

目前市场上的车载式充电机多采用恒流或恒压式充电方案，随着技术的不断发展，多段式充电方案能够有效避免过充，已成为新型充电机的重要方向。

智能化、效率高、可靠性强、体积小成为新型充电机发展的必然趋势。

技术实现要素：

本发明提供一种反激型车载电子充电机的控制电路。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于反激型车载电子充电机的控制电路，其特征包括：智能控制模块、反激变换模块、电压转换模块、功率变换模块、防护模块、显示模块；

其连接关系为：交流电输入经滤波后至电压转换模块，电压转换模块的输出端接反激变换模块输入端，反激变换模块的输出端接功率变换模块输入端；功率变换模块输出端连接电压输出模块输入端；智能控制模块通过检测电路的输出，输出控制量控制输出模块的工作状态，防护模块1连接电压转换模块，防护模块2连接功率变换模块，显示模块连接至输出模块。

一种反激型车载电子充电机的控制电路，其智能控制模块包括：检测电路、模数转换电路和控制电路；所述智能控制模块其电路连接关系为：检测电路检测电压V_i连接到模数转换电路的输入端口，模数转换电路的输出端口将输出V_o连接到控制电路的输入端，控制电路根据输入量大小进行判断，控制功率转换电路的工作状态。

一种反激型车载电子充电机的控制电路，其控制过程特征是：上述电路的特征在于：利用智能控制模块中的检测电路1检测输出电压值并转换成电压量V_i1，经数模转换电路数字量V_o输入至控制电路，控制电路产生控制信号C控制输出电路的输出；利用智能控制模块中的检测电路2检测设备的环境温度变化并转换成电压量V_i1，经数模转换电路数字量V_o输入至控制电路，控制电路产生控制信号C控制输出电路的输出；利用智能控制模块中的检测电路3检测充电过程总时长并转换成电压量V_i1，经数模转换电路数字量V_o输入至控制电路，控制电路产生控制信号C控制输出电路的工作状态。

一种反激型车载电子充电机的控制电路，其检测电路1控制特征是：在充电机工作过程中，通过智能控制模块实时监控充电状态，当充电电压小于V₂时，持续大电流充电，当充电时间到达t₂时刻，即检测充电电压到达V₂时，充电机改为小电流充电，充电持续至t₃时刻，检测电压值为V₃时，充电过程结束。通过智能控制模块实现大功率充电到小功率充电状态的转换，自动识别充电机的充电状态，有效防止充电机过充现象，从而达到智能化和节能型需求。

一种反激型车载电子充电机的控制电路，其检测电路2控制特征是：根据充电机工作环境温度小于T₃，控制器发出控制信号控制缓冲充电阶段的充电时长为时长3；根据充电机工作环境温度大于T₃而小于T₂，控制器发出控制信号控制缓冲充电阶段的充电时长为时长2；根据充电机工作环境温度大于T₂而小于T₁，控制器发出控制信号控制缓冲充电阶段的充电时长为时长1。

一种反激型车载电子充电机的控制电路，其检测电路3控制特征是：智能控制器对充电的总时间长度严格控制，当总的充电时长达到t，无论充电过程结束与否，控制器发出控制信号，充电机停止工作，有效防止过充现象产生。

一种反激型车载电子充电机的控制电路中的检测电路1采集的电压V_i1和第一临界时间t₁及第二临界时间t₂之间的关系为：

$V=V_0+a_1\·e^{{t_1}^{b_1}}+a_2\·e^{-{t_2}^{b_2}}$

式中，V₀为临界电压值，根据充电机的型号和输出量而定，a₁为持续充电阶段电压系数，由充电机型号确定，b₁为持续充电阶段变化速度，a₂为缓冲充电阶段电压系数，由充电机型号确定，b₂为缓冲充电阶段变化速度。

本发明的优点是：所设计的反激型车载电子充电机的控制电路，自动识别充电机的充电状态，有效防止充电机过充现象，具有智能化和节能特点。

附图说明

图1为反激型车载电子充电机的控制电路原理示意图。

图2为智能控制模块的结构框图。

图3为反激型车载电子充电机的控制电路电压控制曲线图。

图4为反激型车载电子充电机的控制电路充电时长控制图。

图5为为反激型车载电子充电机的控制电路根据设备环境温度控制缓冲阶段充电时长示意图。

图6为反激型车载电子充电机的控制电路控制流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明。

图1所示为本发明反激型车载电子充电机的控制电路原理图。反激型车载电子充电机的控制电路包括：电压转换模块、功率变换模块、智能控制模块、反馈模块、防护模块、输出模块和显示模块。

上述电路的连接关系为：交流电输入经滤波后至电压转换模块，电压转换模块的输出端接反激变换模块输入端，输出端接功率变换模块；功率变换模块输出端连接电压输出模块；智能控制模块通过检测值，通过输出控制量控制输出模块的工作状态，防护模块1连接电压转换模块，防护模块2连接功率变换模块，显示模块连接至输出模块。

上述电路的工作原理为：电压转换模块将输入交流电经过全波整流、滤波、稳压等处理过程，经反激变换模块输出大电流信号，直接驱动功率变换模块；功率输出模块控制输出端输出电压及电流大小；在此过程中，智能控制模块检测设备环境温度变化、输出电压和总充电时长，通过检测值对输出模块的输出进行实时检测并控制其输出；防护模块1对电压转换模块进行实时保护，防护模块2对功率变换模块实现散热保护；显示模块显示输出模块工作状态。

图2所示为本发明反激型车载电子充电机中的智能控制模块的结构框图。所述智能控制模块包括：检测电路1、检测电路2、检测电路3、模数转换电路和控制电路。

所述智能控制模块其电路连接关系为：检测电路1、检测电路2和检测电路3的检测电压输出端V_i1、V_i2和V_i3分别连接到模数转换电路的第一、第二和第三输入端口，模数转换电路的将输入的V_i1、V_i2和V_i3分别转换得到数字量V_o1、V_o2和V_o3并输出连接到控制电路的输入端；所述控制电路根据输入量大小进行判断，控制功率转换电路的工作状态。

上述电路的特征在于：检测电路1检测充电机输出电压值并转换成电压量V_i1，经模数转换电路数字量V_o1输入至控制电路；检测电路2检测设备的环境温度变化并转换成电压量V_i2，经模数转换电路数字量V_o2输入至控制电路；检测电路3检测充电过程总时长并转换成电压量V_i3，经模数转换电路数字量V_o3输入至控制电路；控制电路根据输入的V_o1、V_o2和V_o3产生控制信号C控制输出电路的工作状态

图3所示为反激型车载电子充电机的控制电路电压控制曲线图。智能控制模块的检测电路1检测输出电压，根据输出电压值的变化确定充电电流的大小。当电压值小于临界电压V₁值，且检测电压V₁持续上升，即充电时间未达到第一临界时间t₁时刻(对应控制曲线A段)，充电过程持续大电流充电，该阶段为第一持续充电阶段；当电压值小于临界电压V₂值，且检测电压V₁持续上升，即充电时间未达到第二临界时间t₂时刻(对应控制曲线AB段)，充电过程持续大电流充电，该阶段为第二持续充电阶段；当电压值接近临界电压V₂值，且检测电压V₁缓慢下降，即充电时间超过t₂时刻(对应控制曲线BC段)，充电过程改为小电流充电，该阶段为缓冲充电阶段。

上述过程中，根据检测电路1采集的电压V_i1和第一临界时间t₁及第二临界时间t₂之间的关系为：

$V_{i1}=V_0+a_1\·e^{{t_1}^{b_1}}+a_2\·e^{-{t_2}^{b_2}}---\left(1\right)$

式中，V₀为临界电压值，根据充电机的型号和输出量而定，a₁为持续充电阶段电压系数，由充电机型号确定，b₁为持续充电阶段变化速度，a₂为缓冲充电阶段电压系数，由充电机型号确定，b₂为缓冲充电阶段变化速度。

图4所示为反激型车载电子充电机的控制电路充电时长控制图。为防止充电机故障产生持续充电的现象，智能控制器对充电的总时间长度严格控制，当总的充电时长达到t，无论充电过程结束与否，控制器发出控制信号，充电机停止工作，有效防止过充现象产生。

图5为反激型车载电子充电机的控制电路根据设备环境温度控制缓冲阶段充电时长示意图。根据充电机工作环境温度小于T₃，控制器发出控制信号控制缓冲充电阶段的充电时长为时长3；根据充电机工作环境温度大于T₃而小于T₂，控制器发出控制信号控制缓冲充电阶段的充电时长为时长2；根据充电机工作环境温度大于T₂而小于T₁，控制器发出控制信号控制缓冲充电阶段的充电时长为时长1。

图6为反激型车载电子充电机的控制电路控制流程图。充电时间开始进入持续充电阶段，持续充电过程中，通过检测输出电压是否达到临界电压值判断是否进入缓冲充电阶段，如果未达到，则持续充电过程继续，如果达到，则进入缓冲充电阶段；进入缓冲充电阶段后，通过检测设备所在的环境温度，判断充电时间长短，根据充电机工作环境温度小于T₃，控制器发出控制信号控制缓冲充电阶段的充电时长为时长3；根据充电机工作环境温度大于T₃而小于T₂，控制器发出控制信号控制缓冲充电阶段的充电时长为时长2；根据充电机工作环境温度大于T₂而小于T₁，控制器发出控制信号控制缓冲充电阶段的充电时长为时长1；至充电过程结束。于此同时，从充电机开始工作时刻起，通过计时不同阶段充电时间的长短，判断从开始至持续充电阶段计时1是否达到预定总充电时间t，未达到，继续维持充电现状，达到，则无论充电过程是否完成，充电结束；判断从开始到缓冲充电阶段计时2是否达到预定总充电时间t，未达到，继续维持充电现状，达到，则无论充电过程是否完成，充电结束；判断从开始到缓冲充电结束计时3是否达到预定总充电时间t，未达到，继续维持充电现状，达到，则无论充电过程是否完成，充电结束.

本发明所述反激变换模块核心器件为电流控制型脉宽调制器芯片，输出脉宽可调；防护模块由防护模块1和防护模块2组成，防护模块1保护充电机避免电网电压波动影响，防护模块2对功率变换模块保护并散热；显示模块通过LED灯显示充电机的工作状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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保护范围之内。