[發(fā)明專利]電動車充電控制電路及其校準(zhǔn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310318273.6
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN104348194B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戈亦余
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫華潤矽科微電子有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/02;G01R19/00
• 代理公司: 無錫互維知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32236
• 代理人: 龐聰雅,茅泉美

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種電動車充電控制電路的改進(jìn)及其校準(zhǔn)方法。?

背景技術(shù)

電動車充電器控制電路是通過電流負(fù)反饋的方式來實(shí)現(xiàn)充電端的恒壓恒流控制的，請參閱圖1所示，其顯示現(xiàn)有的電動車充電控制電路的系統(tǒng)框圖。如圖1中所示，變壓器的源端采用電流控制方式的脈寬調(diào)制器件101外加場效應(yīng)開關(guān)管102來控制輸入功率的大小；變壓器次端的輸出電壓（或電流）經(jīng)過采樣分壓后連接到運(yùn)算放大器103的負(fù)端作為采樣電壓（Vin），三端可調(diào)器件產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓源經(jīng)過電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后連接到運(yùn)算放大器103的正端作為參考電壓（Vref），運(yùn)算放大器103的輸出端接光耦104發(fā)光端的負(fù)極，運(yùn)算放大器103的輸出電壓大小可以改變光耦104的發(fā)光強(qiáng)弱，同時(shí)也可以控制光耦另一端流過的電流，進(jìn)而控制變壓器源端開關(guān)管102導(dǎo)通的頻率來影響輸入功率。?

在這個(gè)系統(tǒng)框圖中，基準(zhǔn)電壓源是由三端可調(diào)基準(zhǔn)電壓源器件（比如可控精密穩(wěn)壓源TL431）、電阻網(wǎng)絡(luò)和濾波電容組成；Rx為可調(diào)電阻，用來在校準(zhǔn)階段手工調(diào)整對運(yùn)放的參考電壓進(jìn)行校準(zhǔn)。以恒壓階段為例，整個(gè)系統(tǒng)的工作過程大體如下面所描述的：假定電池充滿電時(shí)的狀態(tài)為平衡態(tài)，此時(shí)的Vref-Vin差值為Va；充電階段開始時(shí)，由于此時(shí)Vbat小于電池充滿電時(shí)的電壓，因此，Vref-Vin>Va，使得輸出的Vout大于平衡態(tài)時(shí)的電壓，因此光耦的發(fā)光變?nèi)酰琁a變小，脈寬調(diào)制（PWM）頻率變快，使得輸入功率變強(qiáng)，?充電電壓逐漸向平衡態(tài)時(shí)的電壓靠近；同樣地，若Vbat高于電池充滿電的電壓，因此Vref-Vin<Va，Vout小于平衡態(tài)時(shí)的電壓，因此光耦發(fā)光變強(qiáng)，Ia變強(qiáng)，PWM頻率變慢，使得輸入功率變?nèi)酰潆婋妷合陆担ㄟ^這種負(fù)反饋的方式可以使最終的充電電壓維持在平衡態(tài)附近，實(shí)現(xiàn)恒壓控制。?

以充電恒壓階段為例，由上述分析可知，由于參考電壓Vref的大小直接決定了恒壓階段Vbat的大小，理論上講，相同的Vref必然會產(chǎn)生相同的Vbat，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于產(chǎn)生采樣電壓Vin分壓電阻的參數(shù)誤差以及所用元器件的工藝偏差，使得相同的Vref會產(chǎn)生不同的恒壓階段Vbat的值，由于要求相同產(chǎn)品恒壓階段的Vbat必須一致，所以對每臺產(chǎn)品的參考電壓Vref都必須進(jìn)行微調(diào)，所以每臺產(chǎn)品都需要經(jīng)過一個(gè)校準(zhǔn)的過程，Rx的作用就體現(xiàn)在這里。?

圖1為目前市場上廣泛采用的電動車充電器恒壓充電的電路原理框圖，圖1所示充電器電路有兩個(gè)突出的問題：一，基準(zhǔn)電壓源以及參考電壓Vref的產(chǎn)生均需要經(jīng)過電阻網(wǎng)絡(luò)，這就使得產(chǎn)品的硬件設(shè)計(jì)需要用到更多的阻容器件，會給產(chǎn)品的尺寸大小、加工焊接帶來了更多的成本，更為重要的是，由于不同的電池其恒壓恒流的參數(shù)各不相同，這就使得針對每種電池需要重新設(shè)計(jì)電阻網(wǎng)絡(luò)和調(diào)整電阻的參數(shù)，這就增加了產(chǎn)品硬件開發(fā)的成本和時(shí)間；二，特別需要注意的是，由于電阻本身的參數(shù)誤差以及器件的工藝偏差，使得每件產(chǎn)品均需要對Vref進(jìn)行微調(diào)，這個(gè)微調(diào)過程是通過調(diào)整可變電阻Rx的大小并且由人工完成的！這樣就不可避免的造成生產(chǎn)效率的低下和人為錯(cuò)誤的產(chǎn)生。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電動車充電器的充電控制電路，其產(chǎn)品器件?少，并且參考電壓校準(zhǔn)過程效率高。?

本發(fā)明的另一目的在于提供一種電動車充電電路，其產(chǎn)品器件少，并且效率高。?

本發(fā)明的再一目的在于提供一種電動車充電器的充電控制電路的參考電壓校準(zhǔn)的方法。?

為實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種電動車充電控制電路，其包括一個(gè)集成運(yùn)放單元，其中該集成運(yùn)放單元的一個(gè)輸入端接收采樣到的充電電壓，另一個(gè)輸入端接收參考電壓，經(jīng)比較之后輸出充電控制信號；所述充電控制電路的參考電壓由帶隙基準(zhǔn)源經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換之后提供，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊為可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，調(diào)整數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊可調(diào)整所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出的參考電壓。?

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述充電控制電路為一個(gè)微控制單元，其包括所述帶隙基準(zhǔn)源、集成運(yùn)放單元以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，所述集成運(yùn)放單元為可配置為前述集成運(yùn)放功能的差分比較器模塊。?

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述微處理單元還包括可編程存儲器，可以對控制過程進(jìn)行編程自動控制。?

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)充電電池處于恒壓充電時(shí)，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊提供恒壓充電參考電壓，當(dāng)充電電池處于恒流充電時(shí)，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊提供恒流充電參考電壓。?