[實用新型]一種基于SPWM的均衡充電系統輔助電源

有效

• 申請號: 202120815908.3
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN214707268U
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 陳曦;何志杰;管立偉
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: H02J7/10
• 分類號: H02J7/10
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本實用新型公開一種基于SPWM的均衡充電系統輔助電源，其包括電源輸入單元、驅動電路、采樣單元、處理器單元和輸出單元；電源輸入單元提供輸入電源；采樣單元與輸出單元電連接，并對輸出單元輸出的電壓和電流進行采集；采樣單元的輸出端電連接處理器單元的輸入端，采樣單元傳輸采集到的電壓和電流信息至處理器單元，處理器單元根據電壓和電流信息調整輸出的SPWM波形；處理器單元輸出端電連接驅動電路的輸入端，處理器單元輸出一路SPWM信號和一路PWM信號至驅動電路；驅動電路將一路SPWM信號和一路PWM信號轉換為兩組共4路波形帶死區的SPWM波形以控制開關管電路的導通或截止，進而控制輸出單元的電壓和電流。

技術領域

本實用新型涉及動力電池組均衡充電技術領域，尤其涉及一種基于SPWM的均衡充電系統輔助電源。

背景技術

鋰離子電池具有比能量大、體積小、無污染等優點，已經廣泛應用于電動汽車、移動設備、應急電源等許多重要行業。為了減少單體電池間的不平衡，在充電過程中需對電池組進行均衡充電。而均衡充電系統中需要輔助電源，實現電壓電流的轉換。目前輔助電源多使用全橋逆變電路，由常用的脈沖寬度調制（PWM）驅動實現，該方案諧波大，開關元件受到的沖擊大，輸出驅動信號穩定性差，影響使用壽命和系統效率。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種基于SPWM的均衡充電系統輔助電源，提高了驅動信號的穩定性；減小開關時的諧波，提高電路壽命。

本實用新型采用的技術方案是：

一種基于SPWM的均衡充電系統輔助電源，其包括電源輸入單元、驅動電路、采樣單元、處理器單元和輸出單元；電源輸入單元提供輸入電源；采樣單元與輸出單元電連接，并對輸出單元輸出的電壓和電流進行采集；采樣單元的輸出端電連接處理器單元的輸入端，采樣單元傳輸采集到的電壓和電流信息至處理器單元，處理器單元根據電壓和電流信息調整輸出的SPWM波形；處理器單元輸出端電連接驅動電路的輸入端，處理器單元輸出一路SPWM信號和一路PWM信號至驅動電路；驅動電路將一路SPWM信號和一路PWM信號轉換為兩組共4路波形帶死區的SPWM波形以控制開關管電路的導通或截止，進而控制輸出單元的電壓和電流。

進一步地，作為一種較優實施方式，驅動電路的開關管優選為MOS管。

進一步地，作為一種較優實施方式，驅動電路通過調整處理器單元的SPWM信號和PWM信號參數，就能生成四路帶死區的SPWM波形驅動信號。

進一步地，作為一種較優實施方式，輸出電路包括整流二極管、濾波電感、濾波電容和電流采樣傳感器。

進一步地，作為一種較優實施方式，為了減少熱量的損耗并改善激光器電源的電磁兼容性，本實用新型設置開關頻率在30KHz到80KHz之間

進一步地，作為一種較優實施方式，處理器單元由內部程序編程輸出SPWM波形，且死區時間、SPWM波形的頻率和占空比可調。

進一步地，作為一種較優實施方式，處理器單元采用STM32芯片，通過編程實現一路SPWM和一路PWM的輸出，死區時間及頻率，通過軟件控制。

進一步地，作為一種較優實施方式，驅動電路包括四路SPWM生成的電路圖，SPWM生成電路包括電容C6、電容C7、電容C11、電容C12、電阻R6、電阻R7、電阻R11、電阻R12、門電路芯片P4、門電路芯片P5、門電路芯片P8、信號輸入端子Pin、4路SPWM輸出端子P1；

信號輸入端子Pin用于接收處理器單元產生的一路SPWM信號和一路PWM信號，信號輸入端子Pin的引腳1與門電路芯片P4的引腳1、引腳12連接，信號輸入端子Pin的引腳2與門電路芯片P4的引腳2、門電路芯片P8的引腳1連接；