本實用新型屬于電動汽車領域,具體涉及一種用于電動汽車充電樁的功率轉換器驅動電路。
背景技術:
為了減少溫室氣體排放和對石油進口的依賴,大力推動清潔能源發展,國家電網公司統籌充換電設施建設和互聯互通,在全國累計建成智能變電站2300座、充換電站1537座和充電樁2.96萬個。
目前主要有六脈整流、十二脈整流、PWM、LLC等充電機,其中,PWM整流充電機,常采用三相VSR拓撲結構,即三相半橋結構。如何實現電動汽車快速有效地充換電,提高充電樁驅動能力,減小充電樁體積,同時保證大功率充電的安全可靠性,成為推動電動汽車產業發展,亟待解決的關鍵技術。此外,國內電磁環境日趨惡劣,充電樁的電磁兼容問題也日益凸顯。總體上,國內外研究處于起步和探索階段,亟待在充電樁驅動電路方面進行研究。
技術實現要素:
為了解決現有技術的缺點,本實用新型提供一種用于電動汽車充電樁的功率轉換器驅動電路,該驅動電路能夠提高充電樁驅動能力,減小充電樁體積,同時提高系統運行的安全可靠性和電磁兼容性。
為實現上述目的,本實用新型采用以下技術方案:
一種用于電動汽車充電樁的功率轉換器驅動電路,包括若干路獨立的脈沖信號產生電路,每路脈沖信號產生電路輸出的脈沖信號分別傳送至相應的光電耦合電路進行去噪,去噪后的脈沖信號分別傳送至半橋驅動芯片,經半橋驅動芯片放大處理后生成驅動功率轉換器的驅動信號;
所述功率轉換器驅動電路還包括電流檢測電路,所述電流檢測電路用于檢測功率轉換器輸出的電流信號,將檢測到的電流信號傳送至微控制器中;檢測到的電流信號超過微控制器內預設的安全電流信號閾值時,微控制器發出預警信號。
所述電流檢測電路為電流互感器。
所述微控制器與預警燈相連,微控制器發出的預警信號傳送至預警燈。
所述微控制器還與顯示器相連,用于顯示電流檢測電路檢測到的電流信號。
所述微控制器還與揚聲器相連,檢測到的電流信號超過微控制器內預設的安全電流信號閾值時,微控制器控制揚聲器報警。
所述光電耦合電路由光電耦合器構成。
所述預警燈為發光二極管。
本實用新型的有益效果為:
(1)本實用新型的用于電動汽車充電樁的功率轉換器驅動電路,電路結構簡單可靠,具有抗電磁干擾能力,該驅動電路能夠提高充電樁驅動能力,減小充電樁體積,同時提高系統運行的安全可靠性和電磁兼容性;
(2)本實用新型能夠提供若干路獨立的驅動信號,具有結構簡單,可靠性高,抗干擾能力強,開關損耗小特點;而且本實用新型在一個控制核心中可以加入多個控制對象進行獨立驅動,控制性能不受到影響,各控制對象間不會產生干擾,避免了多對象實時控制中繁瑣的時序設計問題,一定程度上提高系統的集成度和抗干擾能力;
(3)本實用新型的功率轉換器驅動電路還包括電流檢測電路,通過電流檢測電路檢測功率轉換器輸出的電流信號是否超過微控制器內預設的安全電流信號閾值,進行預警,來達到保護功率轉換器正常工作。
附圖說明
圖1是本實用新型的用于電動汽車充電樁的功率轉換器驅動電路整體結構示意圖;
圖2是本實用新型的用于電動汽車充電樁的功率轉換器驅動電路的具體實施例電路圖。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明:
如圖1所示,本實用新型的用于電動汽車充電樁的功率轉換器驅動電路,包括若干路獨立的脈沖信號產生電路,每路脈沖信號產生電路輸出的脈沖信號分別傳送至相應的光電耦合電路進行去噪,去噪后的脈沖信號分別傳送至半橋驅動芯片,經半橋驅動芯片放大處理后生成驅動功率轉換器的驅動信號;
功率轉換器驅動電路還包括電流檢測電路,所述電流檢測電路用于檢測功率轉換器輸出的電流信號,將檢測到的電流信號傳送至微控制器中;檢測到的電流信號超過微控制器內預設的安全電流信號閾值時,微控制器發出預警信號。
進一步地,電流檢測電路為電流互感器。電流互感器進行檢測功率轉換器輸出的電流信號,并將檢測到的電流信號傳送至微控制器中。
其中,微控制器可采用51系列單片機或是ARM單片機。
進一步地,微控制器與預警燈相連,微控制器發出的預警信號傳送至預警燈。
其中,預警燈為發光二極管。當電流檢測電路檢測到的電流信號超過微控制器內預設的 安全電流信號閾值時,發光二極管在微控制器的控制作用下發光。
進一步地,微控制器還與顯示器相連,用于顯示電流檢測電路檢測到的電流信號。
進一步地,微控制器還與揚聲器相連,檢測到的電流信號超過微控制器內預設的安全電流信號閾值時,微控制器控制揚聲器報警。
進一步地,光電耦合電路由光電耦合器構成。
其中,脈沖信號產生電路可選擇DSP控制器構成,DSP控制器用于產生驅動信號和設定死區時間,由于該電路結構形式為現有電路結構,此處將不再累述。
如圖2所示,以產生兩路驅動信號為例:
光電耦合器的型號采用6N137的高速光耦,半橋驅動芯片的型號采用MAX15012A:
高速光耦6N137內部結構原理:信號從腳2、3輸入,經片內電流電壓轉換后,送到與門輸入端,與門另一個輸入為使能端,當使能端為高時,輸出高電平,再經三極管反向后光電隔離器輸出低電平。為了有效地消除轉換器回路電流產生的傳導干擾和對周圍環境的電磁波輻射干擾,本實用新型采用光耦隔離方式,因為這種方式具有較低的輸入輸出電容,在降低自身電磁干擾的同時,也可有效提高電路抗干擾的能力。
驅動芯片MAX15012A可提供驅動電流為2A,開關延時30ns,工作電流為0.14mA。MAX15012A。高速光耦和驅動芯片總的傳輸延時為50ns,保證驅動脈沖的上升沿和下降沿時間。本實用新型采用MAX15012A專用半橋驅動芯片,可有效減小驅動電路的體積,同時提高系統運行的可靠性,由此,在保證安全穩定充電的同時可進一步減小充電樁體積。與以往的充電樁功率轉換器驅動電路相比,可提高充電樁的電磁兼容水平,一方面降低電路對周圍環境的電磁干擾,另一方面,提高驅動電路的抗干擾能力。
在圖2中,脈沖信號分別經過二極管和電阻傳送至高速光耦6N137,經高速光耦6N137輸出的信號經過電阻變壓后,傳送至驅動芯片MAX15012A放大處理后,產生兩路獨立的驅動信號。
本實用新型的用于電動汽車充電樁的功率轉換器驅動電路的工作原理為:
若干路獨立的脈沖信號產生電路輸出的脈沖信號分別傳送至相應的光電耦合電路進行去噪;去噪后的脈沖信號分別傳送至半橋驅動芯片,經半橋驅動芯片放大處理后生成驅動功率轉換器的驅動信號;電流檢測電路檢測功率轉換器輸出的電流信號,將檢測到的電流信號傳送至微控制器中;檢測到的電流信號超過微控制器內預設的安全電流信號閾值時,微控制器發出預警信號。
本實用新型通過電流檢測電路檢測功率轉換器輸出的電流信號是否超過微控制器內預設 的安全電流信號閾值,進行預警,來達到保護功率轉換器正常工作。
上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述,但并非對本實用新型保護范圍的限制,所屬領域技術人員應該明白,在本實用新型的技術方案的基礎上,本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。