一種充電機輸出電壓紋波的處理方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及充電機，尤其是一種處理充電機輸出電壓紋波的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]目前，國內常見的充電機模塊多是采用前級APFC (Active Power FactorCorrect1n，有源功率因數校正)電路與后級隔離DC/DC(直流)變換器構成的拓撲結構。在實際應用時，經過APFC電路的單相交流電變成帶有工頻紋波的直流電(母線電壓)后，進入到全橋電路變成交流的方波電壓，交流方波電壓再經過高頻變壓器降壓后，送到全橋整流電路中，整流成直流電壓。其中，全橋電路，高頻變壓器和全橋整流電路共同組成DC/DC諧振變換器，完成零電壓開關過程的諧振電感主要由高頻變壓器的漏感提供。這樣充電機輸出的直流電壓會因為母線電壓的周期性脈動，而出現(xiàn)很大的工頻紋波電壓。輸出電壓中存在的紋波將影響充電機輸出電壓質量，充電機輸出電壓紋波的大小直接影響到電池的使用壽命。
[0003]為了解決上述問題，有的充電機生產廠家在輸入側增加大容量直流支撐電容，以平滑直流輸入電壓，獲得穩(wěn)定的輸出電壓。但是，鋁電解電容做支撐電容，只能使用于低于400V電壓的場合，如果要用到更高的電壓等級，就要將多個電容串聯(lián)使用，以提高電壓等級。而且，鋁電解電容容易發(fā)熱，功率損耗大，可靠性也差。如果采用電壓等級較高的膜電容，功率損耗會減小，但是，膜電容的價格比鋁電解電容的價格高。而且，無論是鋁電解電容還是膜電容，其體積都很龐大，這對于現(xiàn)在設計中，追求減小充電機的體積和提高功率密度的目標來說，不是一個好的解決輸出電壓紋波較大的問題的方案。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種方法簡單、動態(tài)響應快的充電機輸出電壓紋波的處理方法及裝置，解決充電機輸出電壓中工頻紋波較大的問題，提高了輸出電壓的質量。
[0005]第一方面，本發(fā)明提供一種充電機輸出電壓紋波的處理方法，包括:
[0006]步驟一、實時采集母線電壓實際值和輸出電壓實際值；
[0007]步驟二、比較預設的母線電壓參考值與所述母線電壓實際值，以獲得輸出電壓紋波調節(jié)值；以及，比較預設的輸出電壓參考值與所述輸出電壓實際值，以獲得輸出電壓調節(jié)值；
[0008]步驟三、根據所述輸出電壓紋波調節(jié)值和輸出電壓調節(jié)值獲取驅動調節(jié)值，并根據所述驅動調節(jié)值調節(jié)所述輸出電壓實際值，返回并重復執(zhí)行所述步驟一到所述步驟三。
[0009]第二方面，本發(fā)明提供一種充電機輸出電壓紋波處理裝置，包括:
[0010]電壓采集模塊，用于實時采集母線電壓實際值和輸出電壓實際值；
[0011]數字信號處理模塊，用于比較預設的母線電壓參考值與所述母線電壓實際值，以獲得輸出電壓紋波調節(jié)值；以及，比較預設的輸出電壓參考值與所述輸出電壓實際值，以獲得輸出電壓調節(jié)值；
[0012]電壓調節(jié)模塊，用于根據所述輸出電壓紋波調節(jié)值和輸出電壓調節(jié)值獲取驅動調節(jié)值，并根據所述驅動調節(jié)值調節(jié)所述輸出電壓實際值，返回所述電壓采集模塊。
[0013]本發(fā)明提供一種充電機輸出電壓紋波的處理方法及裝置，通過所述裝置將充電機輸出電壓紋波限制在允許的范圍之內。所述充電機輸出電壓紋波的處理方法，通過實時采集母線電壓實際值和輸出電壓實際值；并根據上述參數得到輸出電壓紋波調節(jié)值以及輸出電壓調節(jié)值；根據所述輸出電壓紋波調節(jié)值和輸出電壓調節(jié)值獲取驅動調節(jié)值，并根據所述驅動調節(jié)值調節(jié)所述輸出電壓實際值，重復上述步驟使得輸出電壓達到預設的輸出范圍內。本發(fā)明提供的方案，在不增加硬件成本的前提下，通過抑制輸入到DC/DC諧振變換器的電壓紋波對輸出電壓紋波的影響，解決充電機輸出電壓中工頻紋波較大的問題，達到穩(wěn)定輸出電壓，改善動態(tài)性能的目的，有效提高了充電機輸出電壓質量。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本發(fā)明實施例一提供的充電機輸出電壓紋波的處理方法的流程圖；
[0016]圖2a是本發(fā)明實施例二提供的充電機輸出電壓紋波處理方法的流程圖；
[0017]圖2b是本發(fā)明實施例二提供的充電機輸出電壓紋波的控制框圖；
[0018]圖3是本發(fā)明實施例三提供的充電機輸出電壓紋波的處理裝置的結構示意圖；
[0019]圖4是車載充電機的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0020]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，以下將參照本發(fā)明實施例中的附圖，通過實施方式清楚、完整地描述本發(fā)明的技術方案，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021]實施例一
[0022]圖1是本發(fā)明實施例一提供的充電機輸出電壓紋波的處理方法的流程圖。本實施例的技術方案適用于對充電機的輸出電壓進行調節(jié)，以抑制輸出電壓紋波的情況。該方法可以由充電機輸出電壓紋波的處理裝置來執(zhí)行，該裝置可以采用軟件和/或硬件的方式實現(xiàn)，配置在充電機的主控芯片中執(zhí)行。參見圖1所示，所述充電機輸出電壓紋波的處理方法，具體包括如下步驟:
[0023]步驟S100、實時采集母線電壓實際值和輸出電壓實際值。
[0024]可以利用充電機自身包含的電壓檢測裝置(例如傳感器)實時采集母線電壓實際值和輸出電壓實際值，以節(jié)省硬件成本。還可以增加新設計的電壓采樣電路，或者其他可替代的方式進行母線電壓實際值和輸出電壓實際值的實時采樣。對采樣到的母線電壓實際值和輸出電壓實際值進行濾波處理，以去除高頻干擾。調整經濾波處理的母線電壓實際值和輸出電壓實際值的電壓幅值，其目的在于滿足充電機的主控芯片的輸入電平要求。
[0025]步驟S101、比較預設的母線電壓參考值與所述母線電壓實際值，以獲得輸出電壓紋波調節(jié)值；以及，比較預設的輸出電壓參考值與所述輸出電壓實際值，以獲得輸出電壓調節(jié)值。
[0026]其中，母線電壓參考值和輸出電壓參考值可以是人為設置的，還可以通過其他替代方式獲得，且所述母線電壓參考值和輸出電壓參考值可以是數字信號也可以是模擬信號。預設母線電壓參考值和輸出電壓參考值的目的在于，提供理想狀態(tài)下的母線電壓參考值和輸出電壓參考值。優(yōu)選的，預設所述母線電壓參考值為410V，預設所述輸出電壓參考值為 300 ?440V。
[0027]充電機的主控芯片接收并儲存?zhèn)鞲衅鞑杉乃瞿妇€電壓實際值和輸出電壓實際值。在所述充電機的控制程序產生中斷時，通過計算預設的母線電壓參考值與所述母線電壓實際值之間的誤差量，以得到輸出電壓紋波調節(jié)值；以及，計算預設的輸出電壓參考值與所述輸出電壓實際值之間的誤差量，以得到輸出電壓調節(jié)值。
[0028]步驟S102、根據所述輸出電壓紋波調節(jié)值和輸出電壓調節(jié)值獲取驅動調節(jié)值，并根據所述驅動調節(jié)值調節(jié)所述輸出電壓實際值，返回并重復執(zhí)行所述步驟SlOl到所述步驟 S102。
[0029]通過所述充電機計算所獲得的輸出電壓紋波調節(jié)值和輸出電壓調節(jié)值之間的差值，并根據所述差值確定驅動調節(jié)值，所述驅動調節(jié)值用于實時調節(jié)所述輸出電壓實際值。所述充電機通過所確定的驅動調節(jié)值調節(jié)諧振電路驅動單元中開關管的開關頻率；以調整輸出電壓實際值。在開關頻率增加時，輸出電壓實際值減??；在開關頻率減小時，輸出電壓實際值增大。返回并重復執(zhí)行所述步驟SlOO到所述步驟S102直至所述輸出電壓實際值達到預設的輸出范圍內，跳轉執(zhí)行原充電機的控制程