電動汽車車載智能快速充電器的研究與設(shè)計(jì)

由于半橋變換器上橋臂MOSFET的源極接下端開關(guān)管而處于懸浮狀態(tài)， 需要同步的自舉電路來抬升柵極驅(qū)動電壓。在該設(shè)計(jì)中由R1、D1、C2 組成自舉電路， 對上橋臂高端柵極驅(qū)動電路進(jìn)行供電。

自舉電容的選擇為：

式中： Qg 為MOSFET柵極提供的電荷。

自舉二極管D1 選擇時(shí)應(yīng)該遵循其擊穿電壓大于Uin、恢復(fù)時(shí)間足夠快的原則， 以減少自舉電容反饋給電源Vcc的電荷。

自舉電阻R1 的取值不能太大(一般為5 ~10 ) , 否則會增加VBS時(shí)間常數(shù)。

2.3.2 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)

保護(hù)電路具有過壓、欠壓、過流、過溫等保護(hù)功能， 在出現(xiàn)上述故障時(shí)， 控制系統(tǒng)首先對故障的緊急程度進(jìn)行判斷， 當(dāng)出現(xiàn)過欠壓或者過溫警示信號時(shí)， 實(shí)行限制輸出功率保護(hù)方案; 在出現(xiàn)過流、短路等故障時(shí)， 控制主電路停止工作， 保護(hù)充電電源免受損壞。要使系統(tǒng)正常工作， 需要重新開機(jī)。

2.3.3 單片機(jī)控制部分介紹

該系統(tǒng)的總體控制采用NEC 的F0881單片機(jī)作為充電器的智能中心， 對充電過程進(jìn)行控制。

由于采用智能充電， 鉛酸蓄電池每個(gè)階段所需的充電電壓和充電電流都不同， 則在充電時(shí)該單片機(jī)對電池端的電流電壓信號進(jìn)行采集，分析處理， 模糊推理、模糊決策等， 根據(jù)不同的狀態(tài)采用對應(yīng)的慢脈沖快速充電方法以及保證在各充電階段之間的穩(wěn)定切換。對出現(xiàn)的各種故障和報(bào)警信號進(jìn)行處理。該部分還包括對電流、電壓和溫度的采集以及顯示等。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

在上述設(shè)計(jì)思路的指導(dǎo)下， 我們研制第一臺車載智能充電器的實(shí)物圖如圖5所示。

圖5 車載智能快速充電器實(shí)物圖

對其進(jìn)行測量， 其體積為347 212 125mm3,重量為7??9kg.在- 10℃~ + 40℃的環(huán)境溫度中，整機(jī)效率> 86%, 并且在75℃機(jī)內(nèi)溫度會自動保護(hù)。其工藝制作滿足體積小， 重量輕， 可靠性高，集成度高等要求。