电动车充电器原理剖析

《电动车充电器原理剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电动车充电器原理剖析（27页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、三、开关电源在电动车充电器中的应用三、开关电源在电动车充电器中的应用（一）、充电器分类：（一）、充电器分类：按功率转换方式按功率转换方式全桥式全桥式半桥式半桥式带负脉冲半桥式带负脉冲半桥式脉冲式脉冲式专用芯片控制脉冲式专用芯片控制脉冲式反激式反激式一般脉冲式一般脉冲式正激式正激式单激式单激式 工频充电器工频充电器高频充电器（开关电源式）高频充电器（开关电源式）按充电器工作频率按充电器工作频率按充电方式按充电方式恒压充电恒压充电恒流充电恒流充电三段式（智能型充电）三段式（智能型充电）带其它功能半桥式带其它功能半桥式 普通分段半桥式普通分段半桥式（二）、充电模式的简单分析：（二）、充电模式的简单分

2、析：1 1、恒流充电：、恒流充电： 需定时管理，避免过充。需定时管理，避免过充。 2 2、恒压充电：、恒压充电：SRVUI当电瓶亏电时，充电起始电流大。当电瓶亏电时，充电起始电流大。 3、三段式充电：、三段式充电：充电起始阶段：用限流充电，也称为恒流充电；充电起始阶段：用限流充电，也称为恒流充电； 充电中期：改为定压充电；充电中期：改为定压充电；充电后期：也是定压充电，但定压值比中期降低了一些，充电后期：也是定压充电，但定压值比中期降低了一些， 称为涓流充电，也称为浮充。称为涓流充电，也称为浮充。此阶段，还可以采用脉冲模式。此阶段，还可以采用脉冲模式。 1充电状态轮换电流检测比较器充电状态轮换

3、电流检测比较器2充电电流限流检测反馈放大器充电电流限流检测反馈放大器 3电池电压检测反馈放大器电池电压检测反馈放大器（基本基准电压为第三阶段涓流充电恒压值）（基本基准电压为第三阶段涓流充电恒压值） 三段工作状态的转换条件：三段工作状态的转换条件：、充电电流基准电流、充电电流基准电流1，进入第一阶段电流：，进入第一阶段电流： 充电电流基准电流充电电流基准电流2基准电流基准电流1，进入第一阶段，进入第一阶段基准电流基准电流1充电电流基准电流充电电流基准电流2，进入第二阶段，进入第二阶段 、充电电流基准电流、充电电流基准电流1，进入第三阶段，进入第三阶段 几点说明：几点说明：、各控制信号共同作用的结

4、果，控制开关电源振荡脉冲的宽度即开关管、各控制信号共同作用的结果，控制开关电源振荡脉冲的宽度即开关管的通断比，通断比越大，输出电压高，充电电流就大的通断比，通断比越大，输出电压高，充电电流就大、阶段的确定，是预先设定，赋值给电压比较器，充电电流或充电电压、阶段的确定，是预先设定，赋值给电压比较器，充电电流或充电电压都是通过取样，并与电压比较器的赋值进行比较，通过电压比较器的都是通过取样，并与电压比较器的赋值进行比较，通过电压比较器的输出改变电压负反馈量的大小，去控制输出电压。不同的电压负反馈输出改变电压负反馈量的大小，去控制输出电压。不同的电压负反馈比例和电流负反馈量结合形成不同的充电阶段。比

5、例和电流负反馈量结合形成不同的充电阶段。、第一阶段电流反馈起主导作用，实质是限流（恒流）；、第一阶段电流反馈起主导作用，实质是限流（恒流）；第二阶段电压负反馈和电流负反馈共同作用，主导作用由电流负反馈第二阶段电压负反馈和电流负反馈共同作用，主导作用由电流负反馈转向电压负反馈转向电压负反馈第三阶段电压反馈起主导作用第三阶段电压反馈起主导作用后两个阶段实质上均是恒压阶段，差别是第三段的恒压值低于第二阶段的恒压值。后两个阶段实质上均是恒压阶段，差别是第三段的恒压值低于第二阶段的恒压值。4、全桥式、半桥式功率转换和单管激励功率转换：、全桥式、半桥式功率转换和单管激励功率转换：为提高电路效率，为提高电路

6、效率，PWM频率高达几十千赫兹，因此，需要将直流电转换为频率为几频率高达几十千赫兹，因此，需要将直流电转换为频率为几十千赫兹的开关脉冲，再将开关脉冲进行高频整流后向被充电的电瓶提供直流电压（电十千赫兹的开关脉冲，再将开关脉冲进行高频整流后向被充电的电瓶提供直流电压（电流）。这一过程的实现依靠高频变压器进行能量的转换和传递，也称为功率转换器。流）。这一过程的实现依靠高频变压器进行能量的转换和传递，也称为功率转换器。根据转换形式的不同，又分为全桥式、半桥式功率转换和单管激励功率转换。根据转换形式的不同，又分为全桥式、半桥式功率转换和单管激励功率转换。、全桥式功率转换器（图中、全桥式功率转换器（图中

7、K是开关，实际电路中是功率开关管）是开关，实际电路中是功率开关管）、半桥式功率转换器、半桥式功率转换器全桥式转换效率高，但成本也高。实际电路中大都采用半桥式电路。全桥式转换效率高，但成本也高。实际电路中大都采用半桥式电路。通常配用的集成电路为通常配用的集成电路为TL494。、单管激励、单管激励开关由一个功率开关管构成。也称为单激型。通常配用的集成电路开关由一个功率开关管构成。也称为单激型。通常配用的集成电路为为c3842。5 5、单激型反激式功率转换、单激型反激式功率转换 在功率转换中，不改变变压器初级绕组电流方向，而通过开关控制单方在功率转换中，不改变变压器初级绕组电流方向，而通过开关控制单

8、方向电流导通和切断的时间（仍属于向电流导通和切断的时间（仍属于PWM），显然，开关管由单管即可完成。），显然，开关管由单管即可完成。 开关管导通时储能，开关截止时，储能释放给负载，称为单激型反激式开关管导通时储能，开关截止时，储能释放给负载，称为单激型反激式功率转换。开关管导通时间长，传输电能多，变压器次级绕组输出电压、电功率转换。开关管导通时间长，传输电能多，变压器次级绕组输出电压、电流高、大。用流高、大。用PWM控制功率开关管，控制功率开关管， 就可以改变次级绕组输出的电压和电就可以改变次级绕组输出的电压和电流，同时，使用闭环反馈可以稳定电压、电流或限制功率。流，同时，使用闭环反馈可以稳定

9、电压、电流或限制功率。 单激型反激式功率转换的电路结构及工作原理：单激型反激式功率转换的电路结构及工作原理： D1：续流二极管：续流二极管C： 滤波电容 V导通时，电流导通时，电流I通过通过L1，电流逐渐增加，产生变化磁场，电流逐渐增加，产生变化磁场，L1中自感电动中自感电动势上正下负，在次级绕组势上正下负，在次级绕组L2产生感应电压为上负下正，产生感应电压为上负下正，D1截止截止L1.储能储能221LI。 V V截止时截止时L1L1中电流不能突变，产生自感电动势下正上负，经电磁耦合，在中电流不能突变，产生自感电动势下正上负，经电磁耦合，在L2L2中产生感应电压为上正下负，中产生感应电压为上正

10、下负，D1D1导通，感生电流从导通，感生电流从D1D1、RLRL构成闭合回路，构成闭合回路，L1L1储能得到释放。储能得到释放。6 6、单激型正激式功率转换、单激型正激式功率转换 在单激型功率转换中，若不经过储能阶段，当开关管导通时，初级绕组在单激型功率转换中，若不经过储能阶段，当开关管导通时，初级绕组电流增长，形成变化的磁场感应到次级绕组给负载供电，称为单激型正激式电流增长，形成变化的磁场感应到次级绕组给负载供电，称为单激型正激式功率转换。功率转换。单激型正激式功率转换的电路结构及工作原理：单激型正激式功率转换的电路结构及工作原理： L3：后续电感：后续电感D3：L3续流二极管续流二极管D1

11、：续流二极管：续流二极管L4：新增变压器绕组：新增变压器绕组 V导通时，导通时，L1中自感电动势上正下负，中自感电动势上正下负，L2中感应电动势上正下负，中感应电动势上正下负，D3导通导通形成的电流经形成的电流经D3、L3供给负载，形成闭合回路。后续电感供给负载，形成闭合回路。后续电感L3同时储能；同时储能； V截止时，截止时，L1中的电流不能突变，中的电流不能突变，L1产生上负下正的自感电动势，经电磁产生上负下正的自感电动势，经电磁耦合到耦合到L4，L4上产生上正下负电势，感生电流经续流二极管上产生上正下负电势，感生电流经续流二极管D1将能量回馈电将能量回馈电源源UI，与此同时，与此同时，D