[发明专利]一种新能源汽车车载充电机的数字控制方案

说明书

本发明属于车载充电机领域，具体公开了一种新能源汽车车载充电机的数字控制方案，包括数字控制方案与其配合的软件方案，数字控制方案采用数字控制环路的主控芯片，并使用DSP做数字处理，其产生相应的控制PWM波，且频率由软件方案进行与其配合，数字控制方案将采样的电压电流信号直接在DSP进行处理，采用PID的控制逻辑与闭环控制，数字控制方案包括DSP电路与驱动芯片电路；DSP电路包括电流采样子电路、运放子电路与芯片U9。本发明减少了电压环电流环的控制电路，降低了由于器件的偏差而累积造成的偏差，还简化了电路，控制精度更高，对输出的控制以及误差的控制将起到更好的效果，不会出现模拟控制的空载初始启动过冲的现象，可靠性更高。

技术领域

本发明涉及车载充电机领域，具体为一种新能源汽车车载充电机的数字控制方案。

背景技术

近年来环境污染严重，环保、节能已经成为人们热议的话题，这同时也促进了一些新能源产业的兴起，其中就包括新能源电动汽车。新能源汽车的动力来源是动力储能电池，动力储能电池的能量储存随着使用会逐渐无法满足车载DCDC的工作需求，新能源汽车将无法满足行驶需求，即电量不足，清洁能源电能需要补充，正如燃油车需要加油一样，这催生了另外一个行业的出现，新能源汽车充电装置，目前新能源汽车的充电装置有直流的大型充电桩，提供大电流快速充电模式，即快充。另外一种是适合家用的车载充电装置，车载充电机，以较小的电流提供充电功能，即慢充。车载充电机组成主要有输入整流部分，即AC-DC，主功率输出部分，即DC-DC，以及主要控制单元，监控整个工作过程。

现有的充电机采用模拟的控制方案（如图1、图2与图3），图1为应用PWM的方式利用二阶滤波转换为模拟数值即DAC转换，利用硬件的控制逻辑，将采样的电压电流信号和给定的电压电流信号进行比较，控制模拟电源芯片25600的工作来进行电压电流的调整，形成简单的闭环逻辑。控制单元对需求的电压电流信号给予相对应的电压值，完全依靠硬件的电路实现闭环的控制逻辑，是最简单的闭环，没有调节作用，输出精度受硬件电路影响，输出参数设置的统一性受硬件的影响较大，电子元器件的参数每个都有偏差，偏差的累积造成硬件误差较大；图1电路为模拟控制方案的电压环电流环闭环策略，MCU_CURRENT_PWM 和MCU_VOLTAGE为控制单元给定的不同电压值对应的不同脉宽的PWM波，通过二阶滤波电路转换为电压值，转换关系为：占空比*3.3V，实现DAC转换；图2为电源管理芯片在电压环电流环的控制下输出相对应的工作频率和驱动PWM，25600 CONTROL为控制25600工作引脚，由MCU控制，控制三极管Q2的开通和关断，从而控制25600芯片的SS脚电压来控制芯片工作和停止工作；图3为LLC主回路。上述模拟的控制方案采用电源芯片，例如UCC25600等做LLC电路的驱动，前级采用运放做闭环的比较处理，虽然是闭环的逻辑，但这样的电路存在不带载情况下，初始会存在一瞬间的开环，使电压飙升到此机型的变压器所能出的最高电压，很容易造成控制电路的误动作以及出现一些瞬间压差太大的不良后果，而且由于是模拟的芯片控制的，工作频率的更改，以及控制的精度都有限，适合一些精度不高的小功率的机型，不适合现有市场的乘用车的高压环境，因此急需改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新能源汽车车载充电机的数字控制方案，以解决上述背景技术中提出的问题。