一种10kW脉冲充电模块的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 一种10kW脉冲充电模块，属于大功率脉冲充电技术领域。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，随着电动汽车的兴起，各种高性能的充电技术也逐渐推广开来。目前在对电动汽车进行充电时，均采用传统的恒流、恒压充电方式，充电过程中电池发热量较大，而且单个充电模块功率较小。同时在充电时大都采用小模块并联输出方式，均流控制复杂，而且存在一定的均流故障风险。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种全程通过脉冲电源的方式对电动汽车中的蓄电池进行充电，大大降低了充电时发出的热量，保证了充电安全的10kW脉冲充电模块。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该10kW脉冲充电模块，其特征在于:包括EMI滤波单元、三相脉宽调制整流单元、功率因数校正单元、移相全桥变换单元、整流滤波单元、脉冲输出接口单元、输出参数检测单元、主控单元以及脉冲控制单元；
[0005]380V交流电接入EMI滤波单元的输入端，EMI滤波单元输出端连接三相脉宽调制整流单元的输入端，三相脉宽调制整流单元的输出端连接功率因数校正单元的输入端，功率因数校正单元的输出端连接移相全桥变换单元的输入端，移相全桥变换单元的输出端连接整流滤波单元的输入端，整流滤波单元的输出端连接脉冲输出接口单元，脉冲输出接口单元连接电动汽车的蓄电池，对蓄电池进行充电，脉冲输出接口单元同时连接输出参数检测单元，脉冲输出接口单元的输出端同时连接主控单元和脉冲控制单元的输入端，脉冲控制单元的输出端连接主控单元的输入端，主控单元的输出端连接移相全桥变换单元。
[0006]优选的，所述的输出参数检测单元包括型号为LM2904的集成芯片U14，所述的脉冲输出接口单元的输出正极同时并联电阻R14~R15的一端，电阻R14的另一端串联电阻R17后同时并联集成芯片U14的6脚和电阻R22的一端，电阻R22的另一端接地；电阻R15的另一端串联电阻R18后同时并联集成芯片U14的3脚和电阻R23的一端，电阻R23的另一端接地，集成芯片U14的2脚和5脚同时并联电阻R21、电容C19的一端以及基准电压芯片U15的控制端和阴极，基准电压芯片U15的阳极以及电容C19的另一端接地，电阻R21的另一端连接直流电源VCC1，集成芯片U14的1脚和7脚分别连接二极管D2~D1的阳极，二极管D1~D2的阴极同时连接所述的主控单元。
[0007]优选的，所述的主控单元包括型号为UC3875的集成芯片U7以及型号为TC4424的集成芯片U6，集成芯片U7的1脚同时并联电阻R1、电阻R3以及电容C5的一端，电阻R1的另一端连接集成芯片U7的18脚，电阻R3的另一端分别并联电阻R4、电容C6的一端和集成芯片U7的4脚，电阻R4以及电容C5~C6的另一端接地，集成芯片U7的2脚同时并联电阻R2、电容C4的一端，电容C4的另一端连接集成芯片U7的3脚，电阻R2的另一端串联电容C3连接集成芯片U7的3脚，集成芯片U7的5脚同时并联电容C7接地，集成芯片U7的6脚同时并联电解电容C1的正极和电阻R5的一端，电解电容C10的另一端接地，电阻R5的另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极同时并联电阻R11~R12的一端以及电容C17的一端，电阻R11的另一端连接主控单元，三极管Q1的发射极以及电阻R12、电容C17的另一端接地；
[0008]集成芯片U7的7脚同时并联电容C11以及电阻R7接地，集成芯片U7的10~11脚同时并联电容C13~C16的一端以及直流电源VCC，电容C13~C16的另一端接地，集成芯片U7的12脚和20脚接地，集成芯片U7的15脚同时并联电阻R8和电容C12接地，集成芯片U7的16脚同时并联电阻R6和电容C8接地，集成芯片U7的17脚串联电阻R9接地，19脚串联电容C9接地，集成芯片U7的9脚、8脚、14脚、13脚分别连接集成芯片U6的1脚~4脚，集成芯片U6的5脚~8脚连接所述的移相全桥变换单元。
[0009]优选的，所述的脉冲控制单元包括型号为TLC5615的集成芯片U10、型号分别为TLC5615以及LM2904的集成芯片U12~U13以及型号为PC817的集成芯片U16，集成芯片U13的1脚和7脚分别连接二极管D3~D4的阴极，二极管D3~D4的阳极同时连接集成芯片U16的2脚，集成芯片U16的1脚和4脚同时连接电源VCC1，集成芯片U16的3脚连接主控单元，集成芯片U13的4脚接地，3脚连接集成芯片U11的7脚，集成芯片U11的1~3脚同时连接主控单元，集成芯片U13的5脚连接集成芯片U10的7脚，集成芯片U10的1~3脚连接主控单元，集成芯片U10~U11的5脚相连，集成芯片U10~U11的8脚同时连接直流电源VCC1，集成芯片U10~U11的6脚同时连接基准电压芯片U12的控制端和阴极、电阻R10以及电容C18的一端，电容C18的另一端以及基准电压芯片U12的阳极接地，电阻R10的另一端连接直流电源VCC1。集成芯片U13的6脚分别并联电阻R16、电阻R19的一端，电阻R16的另一端串联电阻R13连接脉冲输出接口单元的输出正极，电阻R19的另一端串联电阻R20连接脉冲输出接口单元的输出负极。
[0010]优选的，所述的移相全桥变换单元包括移相全桥变换电路以及与之相连的移相全桥变压器。
[0011]与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是:
[0012]本实用新型的10kW脉冲充电模块，脉冲控制单元根据输出参数检测单元所检测到的脉冲输出接口单元输出的参数以及负载信息等参数，对参数进行分析和计算。并将计算得到的结果送至主控单元中，然后集主控单元对移相全桥变换单元中进行控制，对移相全桥变换单元的脉冲输出的宽度进行调节，从而实现对脉冲输出电流和脉冲输出电压的调节。最终达到脉冲模块，根据负载状态信息变化，实时输出最佳参数的目的，同时避免了现有技术中传统的恒流、恒压充电方式，充电时发出的热量大大减小。
【附图说明】
[0013]图1为10kW脉冲充电模块原理方框图。
[0014]图2为10kW脉冲充电模块电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]图1~2是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~2对本实用新型做进一步说明。
[0016]如图1所示，一种10kW脉冲充电模块，包括EMI滤波单元、三相脉宽调制整流单元、功率因数校正单元、移相全桥变换单元、整流滤波单元、脉冲输出接口单元、输出参数检测单元、主控单元以及脉冲控制单元。380V交流电接入EMI滤波单元的输入端，EMI滤波单元输出端连接三相脉宽调制整流单元的输入端，三相脉宽调制整流单元的输出端连接功率因数校正单元的输入端，功率因数校正单元的输出端连接移相全桥变换单元的输入端，移相全桥变换单元的输出端连接整流滤波单元的输入端，整流滤波单元的输出端连接脉冲输出接口单元，脉冲输出接口单元连接电动汽车的蓄电池，对蓄电池进行充电。脉冲输出接口单元同时连接输出参数检测单元，脉冲输出接口单元的输出端同时连接主控单元和脉冲控制单元的输入端，脉冲控制单元的输出端连接主控单元的输入端，主控单元的输出端连接移相全桥变换单元。
[0017]380V交流电接入EMI滤波模块后，由EMI滤波单元进行EMI滤波，完成EMI滤波后的交流电进入三相脉宽调制整流单元进行脉宽调制和整流，然后进入功率因数矫正单元进行功率因数校正。完成功率因数矫正的电源进入移相全桥变换单元进行电源变换，完成电源变换之后进入整流滤波单元进行整流滤波，完成整流滤波之后，由脉冲输出接口单元将脉冲充电电源进行输出，对连接在其上的蓄电池进行充电。
[0018]脉冲输出接口单元的输出端输出的参数同时送入输出参数检测单元中，由输出参数检测单元将脉冲输出接口单元输出的参数进行采集并分别送至主控单元和脉冲控制单元中，脉冲控制单元对接收到的脉冲输出参数进行计算，并将计算结果送至主控单元中，再由主控单元对移相全桥变换单元进行控制，对移相全桥变换单元的脉冲输出的宽度进行调节，从而实现对脉冲输出电流和脉冲输出电压的调节。
[0019]如图2所示，三相交流电U、V、W同时接入模块U4的输入端，模块U4的输出端分别连接模块U5的输入端，模块U5的输出端同时连接模块U1的输入端，模块U1的输出端同时连接模块U3的输入端。模块U3的输出端一端串联电感L1之后连接变压器T1原边绕组的一端，模块U3的另一个输出端直接连接变压器T1原边绕组的另一端。变压器T1副边绕组的两端分别接入模块U2的两输入端，模块U2的输出端正极以及输出端负极(接地端)之间并联有电容C1~C2，变压器T1副边绕组的中点同时接地。
[0020]在本10kW脉冲充电模块中，模块U1~U5均表示一组电路而不是具体芯片，模块U1~U2分别对应图1中的功率因数校正单元、整流滤波单元，模块U3以及变压器T1为图1中的移相全桥变换单元，模块U4~U5为图1中的EMI滤波单元以及三相脉宽调制单元。在本10kW脉冲充电模块中，EMI滤波单元、功率因数校正单元、整流滤波单元、移相全桥变换单元以及三相脉宽调制单元均可采用现有技术中常规的EMI滤波电路、功率因数校正电路、整流滤波电路、移相全桥变换电路以及脉宽调制电路实现。整流滤波电路(及模块U2)的两输出端分别为上述的脉冲输出接口单元，用于输出脉冲充电信号为蓄电池(图中未画出)进行充电。
[0021]集成芯片U9的3脚和4脚分别连接模块U2的输出负极和输出正极，集成芯片U9的1脚连接上述的脉冲控制单元。集成芯片U9的2脚与集成芯片U8的3脚相连，4脚同时连接电源VCC以及电容C20~C22的一端，电容C20~C22的另一端接地。集成芯片U8的1脚和2脚分别连接直流电源VCC1和U16的5脚。
[0022]集成芯片U13的1脚和7脚分别连接二极管D3~D4的阴极，二极管D3~D4的阳极同时连接集成芯片U16的2脚，集成芯片U16的1脚和4脚同时连接电源VCC1，集成芯片U16的3脚连接主控单元。集成芯片U13的4脚接地，3脚连接集成芯片U11的7脚。集成芯片U11的1~3脚同时连接主控单元。集成芯片U13的5脚连接集成芯片U10的7脚，集成芯片U10的1~3脚连接主控单元。集成芯片U10~U11的5脚相连，集成芯片U10~U11的8脚同时连接直流电源VCC1，集成芯片U10~U11的6脚同时连接基准电压芯片U12的控制端和阴极、电阻R10以及电容C18的一端，电容C18的另一端以及基准电压芯片U12的阳极接地，电阻R10的另一端连接直流