[发明专利]一种电动汽车充电桩电路及其控制方法

权利要求书

1.一种电动汽车充电桩电路，其特征在于：其包括7个功率开关管：功率开关管Q1、功率开关管Q2、功率开关管Q3、功率开关管Q4、功率开关管Q5、功率开关管Q6、功率开关管Qr，7个功率二极管：功率二极管Dr、功率二极管D1、功率二极管D2、功率二极管D3、功率二极管D4、功率二极管D5、功率二极管D6，四个功率电感：功率电感Lo、功率电感Lr、功率电感L1和功率电感L2，3个电容：电容Cin、电容Co和电容Cr，和电动汽车充电桩电路控制子系统；

所述功率开关管Qr是谐振控制开关管，所述功率开关管Q1和所述功率开关管Q2，所述功率开关管Q5和所述功率开关管Q6分别是交错开关管，所述功率开关管Q3-Q6是同步整流管；

所述功率电感Lo作为输出滤波电感，所述功率电感Lr作为谐振电感，所述功率电感L1和所述功率电感L2作为储能变换电感；所述电容Cin为输入电容，所述电容Co为输出电容，所述电容Cr为谐振电容；

所述电动汽车充电桩电路控制子系统包括交错同步开关逻辑控制模块、慢标分岔谐振控制模块和系统变量采样模块；

电流Io为输出电流，电压Uo为输出电压，所述输出电流Io采样点和所述输出电压Uo采样点电连接到所述系统变量采样模块，所述系统变量采样模块的两个输出端分别连接到所述交错同步开关逻辑控制模块和所述慢标分岔谐振控制模块的输入端，所述慢标分岔谐振控制模块的输出端连接到所述交错同步开关逻辑控制模块的一个输入端，所述交错同步开关逻辑控制模块的7个输出信号分别连接到所述功率开关管Q1、功率开关管Q2、功率开关管Q3、功率开关管Q4、功率开关管Q5、功率开关管Q6、功率开关管Qr的栅极；

所述功率电感Lr的一端连接所述电容Cr的一端、所述功率电感L1的一端、所述功率电感L2的一端、所述电容Cin的阳极，所述功率电感Lr的另一端连接所述功率开关管Qr的漏极、所述功率二极管Dr的阳极，所述功率开关管Qr的源极、所述功率二极管Dr的阴极、所述电容Cr的另一端连接所述功率开关Q3的源极、所述功率开关Q4的源极、所述功率二极管D3的阴极、所述功率二极管D4的阴极，所述功率开关管D3的漏极、所述二极管D3的的阳极连接所述功率开关管Q1的源极、所述二极管D1的阴极、所述功率电感L2的另一端、所述功率开关管Q6的漏极、所述功率二极管D6的阳极，所述功率开关管Q4的漏极、功率二极管D4的阳极连接所述功率开关管Q2的源极、所述二极管D2的阴极、所述功率电感L1的另一端、所述功率开关管Q5的漏极、所述功率二极管D5的阳极，所述功率开关管Q5的源极、所述功率开关管Q6的源极、所述功率二极管D5的阴极、所述功率二极管D6的阴极连接所述功率电感Lo的一端，所述功率电感Lo的另一端连接所述电容Co的阳极，所述电容Cin的阴极连接所述功率开关管Q1的漏极、所述功率开关管Q2的漏极、所述功率二极管D1的阳极、所述功率二极管D2的阳极以及所述电容Co的阴极；

所述电动汽车充电桩电路的控制流程如下：

步骤1：所述系统变量采样模块对所述输出电流Io和所述输出电压Uo进行采样，并进行存储，存储深度为N，N的取值范围为100000-5000000，得到数字信号序列Uo[n]，Io[n]，n＝1,2,3……N；

步骤2：所述系统变量采样模块同时将采集到的所述输出电流Io和所述输出电压Uo反馈到所述交错同步开关逻辑控制模块和所述慢标分岔谐振控制模块；

步骤3：所述慢标分岔谐振控制模块根据所述系统变量采样模块传来的所述输出电流Io和所述输出电压Uo，进行慢标分岔计算，其计算方法如下：

在开关周期尺度下，观察和计算系统的慢标分岔，将一个开关周期T等分成M份，在每个等分上设置一个观察点，即有M个观察点，M的取值范围是(10000-100000)Gi，i＝1,2,……M，则获得一个周期内的输出电流序列Io(Gi)输出电压序列Uo(Gi)，i＝1,2,……M；

步骤3.2：连续截取K个开关周期的采样值,将每个开关周期的起始点对齐，将采样值折叠在一个开关周期内，获得折叠图的输出电流序列Io(Gi，k)输出电压序列Uo(Gi，k),i＝1,2,……M；k＝1,2，……K；

步骤3.3：分别计算输出电流序列Io(Gi，k)输出电压序列Uo(Gi，k)的慢标分岔程度

步骤3.4：计算综合慢标分岔程度σ＝σ_Io+σ_Uo，当σ小于或等于阈值σth，则禁止谐振回路工作，当σ大于阈值σth，则允许谐振回路工作，其中，σth的取值范围为2.0-5.0；

步骤4：所述交错同步开关逻辑控制模块根据所述系统变量采样模块反馈的所述输出电流Io和所述输出电压Uo，对所述功率开关管Q1、所述功率开关管Q2、所述功率开关管Q5、所述功率开关管Q6进行交错和同步控制，以开关频率为同步时钟，其中所述功率开关管Q1和所述功率开关管Q6，所述功率开关管Q2和所述功率开关管Q5，分别是两组互补开关管，其工作方式为互补开关工作方式，所述功率开关管Q1和所述功率开关管Q2，所述功率开关管Q5和所述功率开关管Q6分别是交错开关管，其工作方式为交错开关方式。