一种充电机输出电压纹波的处理方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及充电机，尤其是一种处理充电机输出电压纹波的方法及装置。
【背景技术】
[0002]目前，国内常见的充电机模块多是采用前级APFC (Active Power FactorCorrect1n，有源功率因数校正)电路与后级隔离DC/DC(直流)变换器构成的拓扑结构。在实际应用时，经过APFC电路的单相交流电变成带有工频纹波的直流电(母线电压)后，进入到全桥电路变成交流的方波电压，交流方波电压再经过高频变压器降压后，送到全桥整流电路中，整流成直流电压。其中，全桥电路，高频变压器和全桥整流电路共同组成DC/DC谐振变换器，完成零电压开关过程的谐振电感主要由高频变压器的漏感提供。这样充电机输出的直流电压会因为母线电压的周期性脉动，而出现很大的工频纹波电压。输出电压中存在的纹波将影响充电机输出电压质量，充电机输出电压纹波的大小直接影响到电池的使用寿命。
[0003]为了解决上述问题，有的充电机生产厂家在输入侧增加大容量直流支撑电容，以平滑直流输入电压，获得稳定的输出电压。但是，铝电解电容做支撑电容，只能使用于低于400V电压的场合，如果要用到更高的电压等级，就要将多个电容串联使用，以提高电压等级。而且，铝电解电容容易发热，功率损耗大，可靠性也差。如果采用电压等级较高的膜电容，功率损耗会减小，但是，膜电容的价格比铝电解电容的价格高。而且，无论是铝电解电容还是膜电容，其体积都很庞大，这对于现在设计中，追求减小充电机的体积和提高功率密度的目标来说，不是一个好的解决输出电压纹波较大的问题的方案。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种方法简单、动态响应快的充电机输出电压纹波的处理方法及装置，解决充电机输出电压中工频纹波较大的问题，提高了输出电压的质量。
[0005]第一方面，本发明提供一种充电机输出电压纹波的处理方法，包括:
[0006]步骤一、实时采集母线电压实际值和输出电压实际值；
[0007]步骤二、比较预设的母线电压参考值与所述母线电压实际值，以获得输出电压纹波调节值；以及，比较预设的输出电压参考值与所述输出电压实际值，以获得输出电压调节值；
[0008]步骤三、根据所述输出电压纹波调节值和输出电压调节值获取驱动调节值，并根据所述驱动调节值调节所述输出电压实际值，返回并重复执行所述步骤一到所述步骤三。
[0009]第二方面，本发明提供一种充电机输出电压纹波处理装置，包括:
[0010]电压采集模块，用于实时采集母线电压实际值和输出电压实际值；
[0011]数字信号处理模块，用于比较预设的母线电压参考值与所述母线电压实际值，以获得输出电压纹波调节值；以及，比较预设的输出电压参考值与所述输出电压实际值，以获得输出电压调节值；
[0012]电压调节模块，用于根据所述输出电压纹波调节值和输出电压调节值获取驱动调节值，并根据所述驱动调节值调节所述输出电压实际值，返回所述电压采集模块。
[0013]本发明提供一种充电机输出电压纹波的处理方法及装置，通过所述装置将充电机输出电压纹波限制在允许的范围之内。所述充电机输出电压纹波的处理方法，通过实时采集母线电压实际值和输出电压实际值；并根据上述参数得到输出电压纹波调节值以及输出电压调节值；根据所述输出电压纹波调节值和输出电压调节值获取驱动调节值，并根据所述驱动调节值调节所述输出电压实际值，重复上述步骤使得输出电压达到预设的输出范围内。本发明提供的方案，在不增加硬件成本的前提下，通过抑制输入到DC/DC谐振变换器的电压纹波对输出电压纹波的影响，解决充电机输出电压中工频纹波较大的问题，达到稳定输出电压，改善动态性能的目的，有效提高了充电机输出电压质量。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是本发明实施例一提供的充电机输出电压纹波的处理方法的流程图；
[0016]图2a是本发明实施例二提供的充电机输出电压纹波处理方法的流程图；
[0017]图2b是本发明实施例二提供的充电机输出电压纹波的控制框图；
[0018]图3是本发明实施例三提供的充电机输出电压纹波的处理装置的结构示意图；
[0019]图4是车载充电机的系统框图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例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付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。
[0021]实施例一
[0022]图1是本发明实施例一提供的充电机输出电压纹波的处理方法的流程图。本实施例的技术方案适用于对充电机的输出电压进行调节，以抑制输出电压纹波的情况。该方法可以由充电机输出电压纹波的处理装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，配置在充电机的主控芯片中执行。参见图1所示，所述充电机输出电压纹波的处理方法，具体包括如下步骤:
[0023]步骤S100、实时采集母线电压实际值和输出电压实际值。
[0024]可以利用充电机自身包含的电压检测装置(例如传感器)实时采集母线电压实际值和输出电压实际值，以节省硬件成本。还可以增加新设计的电压采样电路，或者其他可替代的方式进行母线电压实际值和输出电压实际值的实时采样。对采样到的母线电压实际值和输出电压实际值进行滤波处理，以去除高频干扰。调整经滤波处理的母线电压实际值和输出电压实际值的电压幅值，其目的在于满足充电机的主控芯片的输入电平要求。
[0025]步骤S101、比较预设的母线电压参考值与所述母线电压实际值，以获得输出电压纹波调节值；以及，比较预设的输出电压参考值与所述输出电压实际值，以获得输出电压调节值。
[0026]其中，母线电压参考值和输出电压参考值可以是人为设置的，还可以通过其他替代方式获得，且所述母线电压参考值和输出电压参考值可以是数字信号也可以是模拟信号。预设母线电压参考值和输出电压参考值的目的在于，提供理想状态下的母线电压参考值和输出电压参考值。优选的，预设所述母线电压参考值为410V，预设所述输出电压参考值为 300 ?440V。
[0027]充电机的主控芯片接收并储存传感器采集的所述母线电压实际值和输出电压实际值。在所述充电机的控制程序产生中断时，通过计算预设的母线电压参考值与所述母线电压实际值之间的误差量，以得到输出电压纹波调节值；以及，计算预设的输出电压参考值与所述输出电压实际值之间的误差量，以得到输出电压调节值。
[0028]步骤S102、根据所述输出电压纹波调节值和输出电压调节值获取驱动调节值，并根据所述驱动调节值调节所述输出电压实际值，返回并重复执行所述步骤SlOl到所述步骤 S102。
[0029]通过所述充电机计算所获得的输出电压纹波调节值和输出电压调节值之间的差值，并根据所述差值确定驱动调节值，所述驱动调节值用于实时调节所述输出电压实际值。所述充电机通过所确定的驱动调节值调节谐振电路驱动单元中开关管的开关频率；以调整输出电压实际值。在开关频率增加时，输出电压实际值减小；在开关频率减小时，输出电压实际值增大。返回并重复执行所述步骤SlOO到所述步骤S102直至所述输出电压实际值达到预设的输出范围内，跳转执行原充电机的控制程