[發明專利]一種蓄電池正負脈沖充電變換器

有效

• 申請號: 201510342621.2
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN104935063B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 鄒見效;李凱;徐紅兵;王槐文;鈕佳;吳文婕
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02J7/10
• 分類號: H02J7/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明屬于蓄電池充電技術領域，更為具體地講，涉及一種蓄電池正負脈沖充電變換器。

背景技術

正負脈沖充電是一種蓄電池快速充電的方法，該方法的使用有助于提高蓄電池的充電速度。

如圖1所示，正負脈沖充電的特點是每個充電周期包含a、b、c、d四個階段，其中，a為正脈沖充電階段、b為停止充電的間歇階段、c為負脈沖放電階段、d停止放電的間歇階段。正脈沖表示給蓄電池充電，負脈沖表示給蓄電池放電。

正負脈沖充電要求相應的充電拓撲(電路)具有充電和放電的功能，現有技術常用的有雙向Buck/Boost、雙向移相全橋、單向移相全橋+反激等充電拓撲，這些充電拓撲要么是不能實現軟開關，要么是負脈沖的實現受應用場合和功率等級限制。

此外，蓄電池的修復和去極化效果有待加強。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種蓄電池正負脈沖充電變換器，以實現軟開關的同時克服負脈沖的實現受應用場合和功率等級限制的缺陷，并加強蓄電池的修復即去極化效果。

為實現上述發明目的，本發明蓄電池正負脈沖充電變換器，包括功率主電路和控制器，其特征在于，所述功率主電路又包括：

橋式不可控整流電路，用于對輸入的交流市電進行整流，把交流市電變換為直流電；

雙向全橋LLC諧振電路，用于對整流輸出的直流電做直流變換，輸出給蓄電池(對蓄電池充電)，或對蓄電池輸出的直流電做直流變換，對其高壓側即整流側的母線電容進行充電(對蓄電池放電)；

LC濾波器，連接在雙向全橋LLC諧振電路與蓄電池之間，對蓄電池的充電電流和放電電流進行平滑，同時濾除充電電壓的高次諧波；

所述控制器又包括：

由電壓環和電流環并聯構成的充電控制器，通過調理電路采集蓄電池充電電流I_o和蓄電池電壓V_out，得到采集電壓V_f1和采集電流I_f，然后對采集電壓V_f1與限壓值V_ref1作差并對差值進行PI調節得到控制量P_V1，對采集電流I_f與限流值V_ref1作差并對差值進行PI調節得到控制量P_I，再取兩個PI調節輸出結果即控制量P_V1、P_I的小值作為第一PFM波發生器的輸入信號，生成四路PFM波，分別驅動雙向全橋LLC諧振電路原邊即高壓側的四個開關管Q₁～Q₄，使其對整流輸出的直流電做直流變換，輸出給蓄電池(對蓄電池充電)；

由單個電壓環構成的放電控制器，通過調理電路采集高壓側即整流側的母線電容電壓V_C1，得到采集電壓V_f2，然后對采集電壓V_f2與限壓值V_ref2作差并對差值進行PI調節得到控制量P_V2，控制量P_V2作為第二PFM波發生器的輸入信號，生成四路PFM波，分別驅動雙向全橋LLC諧振電路副邊即蓄電池側的四個開關管Q₅～Q₈，使其對蓄電池輸出的直流電做直流變換，對其高壓側即整流側的母線電容進行充電(對蓄電池放電)；

驅動選擇模塊，在正脈沖充電階段起始充電時，先采用開環控制即保持開關管Q₁～Q₄的占空比和頻率與上一充電周期的占空比和頻率相同，直到高壓側即整流側的母線電容電壓V_{C1_k}(k表示第k個充電周期)小于上一充電周期記錄的開始放電時刻高壓側即整流側的母線電容電壓V_{C1_k-1}的1.1倍時，充電控制器才正常工作，直到正脈沖充電階段結束，同時，整個正脈沖充電階段禁止放電控制器工作；在停止充電的間歇階段同時禁止充電控制器、放電控制器工作；在負脈沖放電階段選擇放電控制器工作禁止充電控制器工作；在停止放電的間歇階段同時禁止充電控制器、放電控制器工作。

本發明的目的是這樣實現的