[發明專利]車輛充電機軟啟動方法

有效

• 申請號: 201910136004.5
• 申請日: 2019-02-20
• 公開（公告）號: CN111600366B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 楊陽;陳磊敏;唐志俊;饒和昌
• 申請（專利權）人: 聯合汽車電子有限公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02M1/36;H02M7/5387;H02M3/335;B60L53/22
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅

本發明提供了一種車輛充電機軟啟動方法，車輛充電機包括PFC整流電路和全橋串并聯諧振電路，后者包括單相逆變橋式電路、串并聯諧振槽和全波整流電路，車輛充電機軟啟動方法包括：在車輛充電機啟動之初，使用固定高頻移相PWM調制方式驅動單相逆變橋式電路中的開關，單相逆變橋式電路的驅動電路的各個端口的固定高頻移相PWM調制信號的初始占空比為50％，單相逆變橋式電路的上下橋臂交替導通，滯后橋臂與超前橋臂之間的移相值的初始值小于10％，并均勻增加，直至滯后橋臂與超前橋臂同開同關；切換到開環脈沖頻率調制方式，根據車輛充電機的電壓開環增益曲線特性，在多個時間段內根據不同的恒定的電壓增益，降低單相逆變橋式電路中的開關頻率的下降速率。

技術領域

本發明涉及電動汽車技術領域，特別涉及一種車輛充電機軟啟動方法。

背景技術

當前階段新能源汽車產業發展前景可觀，是發展速度最快的新興產業之一。伴隨著用戶對新能源車的續航里程，整車舒適度等要求的提高，整車電驅關鍵零部件要求輕量化、小型號、集成化、系統化便成為整車廠發展的一個重要方向。

車載充電機(OBC，On?Board?Charger)是作為新能源汽車的一個重要部件，是一種實現工業或家庭交流用電到車載高壓直流的能量變換裝置。它一般由交流到直流(AC/DC)和直流到直流(DC/DC)兩級能量變換過程組成?；谌珮虼⒙撝C振變換結構的OBC拓撲電路如圖1所示，主電路由單相逆變橋式電路，串并聯諧振槽電路，全波整流電路組成。其工作方式為充電機前級Boost-PFC整流側輸出的母線為直流高壓，經單相逆變橋電路轉換為高壓交流方波，單相逆變橋通過給兩對對開的開關管交替加上50％占空比的方波，將直流輸入電壓斬波成方波注入諧振槽(由諧振電感L_r、諧振電容C_r以及勵磁電感L_m組成)。通常在驅動控制中，同一橋臂的上下管(A、B或C、D)留有一定的死區時間，以防止上下管直通進而將輸入電源短路。經諧振槽的強選頻特性，轉換為一同頻近似正弦交流，經全波整流電路轉換為脈動倍頻直流方波，最后經負載側RC濾波電路消除高頻分量而獲得紋波很小的平穩直流電壓。由LC組成的諧振網絡可以濾除方波中的高頻成分，諧振電容C_r可以隔離方波中的直流成分，因此基本上只有正弦電流容許通過該諧振槽。調節開關頻率，就可以改變注入方波的頻率，諧振網絡的阻抗特性隨頻率變化而改變，實現電壓增益的調節，進而保證在不同輸入電壓和負載條件下都能穩定輸出電壓。低壓電路由檢測電路和控制電路組成，檢測電路采集電壓和電流的信號給控制電路(MCU)，MCU根據參考量和反饋量計算開關頻率值。并產生相應頻率的PWM信號作用于驅動控制電路，給單相逆變橋4個MOSFET提供開關信號。

現有的PFM調制方式如圖2所示，A管和D管為對開的開關管，B管和C管為對開的開關管。而A、D組驅動和B、C組驅動構成互補驅動。當前的啟動方式為圖2所示的方式。該驅動方案的優點是啟動方式簡單，易實現。因為在數字控制中，主要控制量集中在四路驅動PWM的周期寄存器中，因此只要實時修改相應的周期寄存器，就可以實現簡單的開環PFM軟啟動。但缺點也是顯而易見的。啟動速度一般，通常輸出電壓從零狀態建立時，先有瞬時沖擊，而后先慢后快。同時由于主變壓器和驅動電路的設計有頻率方面的限制，通常驅動大于2倍諧振頻率時，需要限制驅動的頻率，該受限的頻率通常作為諧振變換器的最大工作頻率，對應周期為Tmin，如圖2所示。但是該頻率下，實際上輸出電壓的增益最小值無法達到較小值。即一旦驅動發出，輸出電壓會在若干個開關周期時間內從0階躍到一個較大的數值，對諧振變換器空載啟動有一個較大的沖擊，容易引發OBC自身的硬件過流保護。

發明內容

本發明的目的在于提供一種車輛充電機軟啟動方法，以解決現有的車輛充電機軟啟動方法容易引發OBC自身的硬件過流保護的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種車輛充電機軟啟動方法，所述車輛充電機包括PFC整流電路和全橋串并聯諧振電路，所述全橋串并聯諧振電路包括單相逆變橋式電路、串并聯諧振槽和全波整流電路，其特征在于，所述車輛充電機軟啟動方法包括：