本實(shí)用新型涉及電動(dòng)車快速充電技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種限壓分段定周期定電流脈沖電動(dòng)車快速充電裝置。

背景技術(shù)：

隨著綠色環(huán)保的出行觀念，電動(dòng)車已成人們最喜愛的短途交通工具，而其充電時(shí)間普遍較長。因此，一種以太陽能或電能為能源的電動(dòng)車快速智能充電樁的設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生；在充電過程中，隨著電動(dòng)車蓄電池電量的增加改變充電電流等級，使鉛酸蓄電池的充電接受率顯著提高，充電時(shí)間大大縮短，且減小了對電池壽命的影響，這種采用限壓分段定周期定電流脈沖的電動(dòng)車蓄電池快速充電技術(shù)必將具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種電動(dòng)車快速充電裝置，其特征在于，由充電主回路模塊、控制電路模塊、顯示和報(bào)警模塊組成；所述充電主回路模塊由初級整流電路、移相全橋零電壓開關(guān)PWM脈沖電路、整流輸出濾波電路和放電回路組成，用于供給電動(dòng)車蓄電池快速充電時(shí)所需的穩(wěn)定直流電；所述控制電路模塊由電量信號采集電路、基于DSP的雙環(huán)控制電路、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路組成，用于采集電動(dòng)車蓄電池的實(shí)時(shí)電量并控制其充電過程；所述顯示和報(bào)警模塊由顯示電路、比較放大器電路和報(bào)警電路組成，用于顯示蓄電池充電正常時(shí)的充電狀態(tài)和蓄電池充電故障時(shí)的報(bào)警提示。本實(shí)用新型可對電動(dòng)車進(jìn)行快速充電，大大縮短充電時(shí)間，提高充電效率，具有快速性和實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。

在所述充電主回路模塊中，所述初級整流電路由低頻濾波電容、高頻電容和二極管組成，用于將電網(wǎng)和太陽能供電系統(tǒng)所提供的220V交流電轉(zhuǎn)換成300V直流電；所述移相全橋零電壓開關(guān)PWM脈沖電路采用移相控制方式，用于將所述初級整流電路輸出的300V直流電變?yōu)楦哳l交流電，并利用諧振實(shí)現(xiàn)對該電路中開關(guān)器件的零電壓開通，減小開關(guān)器件的開通損耗，提高工作效率，然后再次將其整流為直流電且傳至所述整流輸出濾波電路；所述整流輸出濾波電路將接收到的直流電進(jìn)行再次整流濾波得到所需的穩(wěn)定無雜質(zhì)直流電；所述放電回路用于將所述整流輸出濾波電路輸出的穩(wěn)定直流電傳輸給電動(dòng)車蓄電池進(jìn)行充電使用。

在所述控制電路模塊中，所述電量信號采集電路由DSP TMS320LF2407控制器、二階整流濾波電路和穩(wěn)壓管組成，其作用是采集電動(dòng)車蓄電池的實(shí)時(shí)電量值、溫度值并將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，用于快速充電過程中的實(shí)時(shí)電流、溫度顯示；所述基于DSP的雙環(huán)控制電路由雙環(huán)比例控制器及其外圍電路組成，其作用是根據(jù)檢測到的電動(dòng)車蓄電池的實(shí)時(shí)電壓電流信號，對所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出相應(yīng)的用于限壓分段定周期定電流快速充電的PWM信號；所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路由電力MOSFET管和IGBT驅(qū)動(dòng)器以及外圍電路組成，用于將基于DSP的雙環(huán)控制電路輸出的PWM信號進(jìn)行功率放大并對電動(dòng)車蓄電池進(jìn)行限壓分段定周期定電流脈沖快速充電。

在所述顯示和報(bào)警模塊中，所述顯示電路由LCD液晶屏及其外圍電路組成，若蓄電池正常充電則實(shí)時(shí)顯示充電電流/電壓、蓄電池溫度等，若蓄電池充電異常時(shí)則顯示其故障原因；所述比較放大器電路用于將蓄電池實(shí)測電量值與指定電量值相比較，當(dāng)蓄電池實(shí)測電量值不等于指定電量值時(shí)，所述比較放大器電路將此故障信號傳遞給所述報(bào)警電路以便進(jìn)行報(bào)警。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是電量信號采集電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖1中，（1）.充電主回路模塊，（2）.控制電路模塊，（3）.顯示和報(bào)警模塊，（4）.電量信號采集電路，（5）.基于DSP的雙環(huán)控制電路，（6）.開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路。

具體實(shí)施方式

參照圖1，一種電動(dòng)車快速充電裝置，其特征在于，由充電主回路模塊（1）、控制電路模塊（2）、顯示和報(bào)警模塊（3）組成，其中，所述充電主回路模塊（1）由初級整流電路、移相全橋零電壓開關(guān)PWM脈沖電路、整流輸出濾波電路和放電回路組成，用于將電網(wǎng)和太陽能供電系統(tǒng)提供的電能整流并調(diào)節(jié)成適合電動(dòng)車蓄電池快速充電時(shí)所需的穩(wěn)定直流電；所述控制電路模塊（2）由電量信號采集電路、基于DSP的雙環(huán)控制電路和開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路組成，用于采集電動(dòng)車蓄電池的實(shí)時(shí)電量并控制其充電過程；所述顯示和報(bào)警模塊（3）由顯示電路、比較放大器電路和報(bào)警電路組成，用于顯示蓄電池充電正常時(shí)的充電狀態(tài)和蓄電池充電故障時(shí)的報(bào)警提示。

在所述充電主回路模塊（1）中，所述初級整流電路由低頻濾波電容、高頻電容和二極管組成，用于將電網(wǎng)和太陽能供電系統(tǒng)所提供的220V交流電轉(zhuǎn)換成300V直流電；所述移相全橋零電壓開關(guān)PWM脈沖電路，用于將電網(wǎng)和太陽能供電系統(tǒng)所提供的220V交流電轉(zhuǎn)換成300V直流電；所述移相全橋零電壓開關(guān)PWM脈沖電路采用移相控制方式，用于將所述初級整流電路輸出的300V直流電變?yōu)楦哳l交流電，并利用諧振實(shí)現(xiàn)對該電路中開關(guān)器件的零電壓開通，減小開關(guān)器件的開通損耗，提高工作效率，然后再次將其整流為直流電且傳至所述整流輸出濾波電路；所述整流輸出濾波電路將接收到的直流電進(jìn)行再次整流濾波得到所需的穩(wěn)定無雜質(zhì)直流電；所述放電回路用于將所述整流輸出濾波電路輸出的穩(wěn)定直流電傳輸給電動(dòng)車蓄電池進(jìn)行充電使用。

參照圖2，所述控制電路模塊（2）中，所述電量信號采集電路（4）由DSP TMS320LF2407控制器采集電動(dòng)車蓄電池的實(shí)時(shí)電量值、溫度值并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再經(jīng)過二階整流濾波電路和穩(wěn)壓管的濾波和穩(wěn)壓作用得到穩(wěn)定無雜質(zhì)的實(shí)測數(shù)字信號，然后將之傳至基于DSP的雙環(huán)控制電路（5）中的雙環(huán)比例控制器，所述雙環(huán)比例控制器隨即發(fā)出脈沖信號并由所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路（6）中的所述電力MOSFET管將其放大后傳至所述IGBT驅(qū)動(dòng)器，所述IGBT驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)所述放電回路輸出相應(yīng)的電流值，從而實(shí)現(xiàn)限壓分段定周期定電流的脈沖快速充電模式。

所述限壓分段定周期定電流的脈沖快速充電，其具體實(shí)施為：當(dāng)電量信號采集電路（4）采集到電動(dòng)車蓄電池的實(shí)際電量小于設(shè)定電量的20%時(shí)，基于DSP的雙環(huán)控制電路（5）中的所述雙環(huán)比例控制器發(fā)出相應(yīng)的脈沖信號，所述脈沖信號由所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路（6）中的所述電力MOSFET管進(jìn)行放大，并將放大后的信號傳至所述IGBT驅(qū)動(dòng)器，由所述IGBT驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)所述放電回路輸出相應(yīng)的小電流，即此階段采用涓流充電（一般為0.1C的小電流充電）；當(dāng)電量信號采集電路（4）采集到電動(dòng)車蓄電池的實(shí)際電量為設(shè)定電量的20%-95%時(shí)，基于DSP的雙環(huán)控制電路（5）中的所述雙環(huán)比例控制器發(fā)出相應(yīng)的脈沖信號并由所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路（6）中的所述電力MOSFET管將其放大后傳至所述IGBT驅(qū)動(dòng)器，由所述IGBT驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)所述放電回路輸出相應(yīng)的大電流，且隨著電動(dòng)車蓄電池電量的增加，所述放電回路輸出的電流逐漸減小，即此階段采用大電流充電（第二階段分別以0.3C、0.2C、0.1C的電流值，對蓄電池進(jìn)行等周期定電流的方式充電）；當(dāng)電量信號采集電路（4）采集到電動(dòng)車蓄電池的實(shí)際電量大于給定電量的95%時(shí)，基于DSP的雙環(huán)控制電路（5）中的所述雙環(huán)比例控制器發(fā)出相應(yīng)的脈沖信號并由所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路（6）中的所述電力MOSFET管將其放大后傳至所述IGBT驅(qū)動(dòng)器，由所述IGBT驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)所述放電回路輸出相應(yīng)的小電流，即第三階段采用浮沖充電來彌補(bǔ)蓄電池的自放電；其中，當(dāng)電量信號采集電路（4）采集到電動(dòng)車蓄電池的實(shí)測溫度超過溫度上限值時(shí)，則所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路（6）中的所述IGBT驅(qū)動(dòng)器將不會(huì)驅(qū)動(dòng)放電回路輸出電流，則電動(dòng)車充電停止直至蓄電池溫度小于溫度上限值時(shí)再對其充電。

在所述顯示和報(bào)警模塊（3）中，所述LCD顯示電路由LCD液晶屏及其外圍電路組成，若蓄電池正常充電則實(shí)時(shí)顯示充電電流/電壓、蓄電池溫度等，若蓄電池充電異常時(shí)則顯示其故障原因；所述比較放大器電路用于將蓄電池實(shí)測電量值與指定電量值相比較，當(dāng)蓄電池實(shí)測電量值不等于指定電量值時(shí)，所述比較放大器電路將此故障信號傳遞給所述報(bào)警電路以便進(jìn)行報(bào)警。