專利名稱：一種雙向電源變換的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動車蓄電池電源技術(shù)領(lǐng)域，具體ー種雙向電源變換的控制方法。
背景技術(shù)：
目前，電動車蓄電池電源技術(shù)研究中，大多是使用DC-DC變換器，一方面，可以將蓄電池組的電壓在一定的負(fù)載變動范圍內(nèi)穩(wěn)定在ー個相對較高的電壓值，從而可以較明顯地提高電動機的驅(qū)動性能。另ー方面，又可以將電動機剎車制動時由機械能轉(zhuǎn)換來的電能 回饋給蓄電池組，對電池進(jìn)行充電，這對于電動汽車來說有這很重要的意義。然而，目前對雙向電源變換的研究，還沒有相對應(yīng)的具體的變換器變換控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種雙向電源變換的控制方法，可以使雙向電源電路在第一方向上用作升壓轉(zhuǎn)換器，在第二方向上用作降壓變換器。根據(jù)本發(fā)明提出的雙向電源變換的控制方法，關(guān)鍵在于包括剎車信號檢測以及雙向電源電路的電感電流過零檢測，若沒有檢測到剎車信號，則雙向電源電路繼續(xù)工作在當(dāng)前正向方向；若同時檢測到剎車信號以及雙向電源電路的電感電流過零，則雙向電源電路啟用反向工作狀態(tài)；若檢測到剎車信號而雙向電源電路的電感電流沒有過零，則雙向電源電路的兩個開關(guān)管均不工作。本發(fā)明的雙向電源變換的控制方法，通過判斷剎車信號以及雙向電源電路的電感電流來選取雙向電源電路的工作狀態(tài)，保證電動汽車電源正常驅(qū)動時一直工作在穩(wěn)定相對較高的電壓上，并且在剎車時，雙向電路自動變換電路方向，對電動車電源進(jìn)行充電，實現(xiàn)能量回饋；同時，由于增加了雙向電源電路兩個開關(guān)管均不工作的工作狀態(tài)，増加了雙向電源電路的可靠性。以上所述步驟通過硬件控制實現(xiàn)，所述控制分為兩路剎車信號檢測和雙向電源電路的電感電流過零檢測信號相與后再與驅(qū)動信號產(chǎn)生電路的當(dāng)前關(guān)斷脈寬可調(diào)信號相與，再連接當(dāng)前正向方向處于關(guān)斷的開關(guān)管；驅(qū)動信號產(chǎn)生電路的當(dāng)前導(dǎo)通脈寬可調(diào)信號、雙向電源電路的電感電流過零檢測信號、剎車信號檢測和雙向電源電路的電感電流過零檢測信號相與后再非的信號，這三個信號相與后再連接當(dāng)前正向方向處于導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)管。作為優(yōu)選的實施方式，本發(fā)明確定的步驟通過簡單的幾個元件就可以實現(xiàn)。雙向電源電路工作在當(dāng)前正向方向時，所述的驅(qū)動信號產(chǎn)生電路通過電壓采集電路不斷的采集當(dāng)前輸出端的電壓值，并與當(dāng)前輸出電壓給定值進(jìn)行比較做差值，對得到的電壓誤差信號進(jìn)行帶限幅的PI調(diào)節(jié)，并將調(diào)節(jié)后的信號與ー個固定頻率的鋸齒波信號進(jìn)行比較，產(chǎn)生當(dāng)前導(dǎo)通脈寬可調(diào)信號和當(dāng)前關(guān)斷脈寬可調(diào)信號。本發(fā)明的雙向電路控制在正向工作狀態(tài)時，通過對電壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，以保證輸出電壓值的穩(wěn)定。所述驅(qū)動信號產(chǎn)生電路連接數(shù)字信號處理器。驅(qū)動信號由整車的數(shù)字信號處理器DSP產(chǎn)生。
所述鋸齒波信號通過由數(shù)字信號處理器本身的模塊具有的信號發(fā)生器產(chǎn)生。所述對得到的電壓誤差信號進(jìn)行帶限幅的PI調(diào)節(jié)的步驟通過PI調(diào)節(jié)器完成。所述的雙向電源電路的電感電流過零檢測通過過零比較器檢測。


圖I為本發(fā)明的雙向電源變換的工作流程圖。圖2為本發(fā)明的工作狀態(tài)變換控制電路。圖3為本發(fā)明的雙向電源的基本電路。圖4為本發(fā)明的雙電電源工作在正向升壓下的具體電路圖。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式
如各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等作進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。如圖1，本發(fā)明提出的雙向電源變換的控制方法，包括剎車信號檢測brake signal
以及雙向電源電路的電感電流k過零檢測，若沒有檢測到剎車信號brake signal,則雙向電源電路繼續(xù)工作在當(dāng)前正向方向；若同時檢測到剎車信號brake signal以及雙向電源電路的電感電流G過零，則雙向電源電路啟用反向工作狀態(tài)；若檢測到剎車信號brake
signal而雙向電源電路的電感電流沒有過零，則雙向電源電路的兩個開關(guān)管均不工作。如圖2，作為優(yōu)選的實施方式，本發(fā)明確定的步驟通過簡單的幾個元件就可以實現(xiàn)?？刂品譃閮陕穭x車信號檢測和雙向電源電路的電感電流過零檢測信號相與后再與驅(qū)動信號產(chǎn)生電路的當(dāng)前關(guān)斷脈寬可調(diào)信號DSP_PWM_T相與，再連接當(dāng)前正向方向處于關(guān)斷的開關(guān)管；驅(qū)動信號產(chǎn)生電路的當(dāng)前導(dǎo)通脈寬可調(diào)信號DSP_PWM_B、雙向電源電路的電感電流過零檢測信號、剎車信號檢測和雙向電源電路的電感電流過零檢測信號相與后再非的信號，這三個信號相與后再連接當(dāng)前正向方向處于導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)管。實際上就是當(dāng)檢測
到剎車信號brake signal為高電平時，也對電感電流G進(jìn)行過零檢測，只有同時檢測到電感電流過零，才能給出Enable—高電平信號，并將此信號與數(shù)字信號處理器DSP產(chǎn)生的PWM信號進(jìn)行互鎖控制，保證雙向電源電路的兩個開關(guān)管不同時導(dǎo)通。如圖3，雙向電源電路工作在當(dāng)前正向方向時，所述的驅(qū)動信號產(chǎn)生電路通過電壓采集電路不斷的采集當(dāng)前輸出端的電壓值，并與當(dāng)前輸出電壓給定值進(jìn)行比較做差值，對得到的電壓誤差信號進(jìn)行帶限幅的PI調(diào)節(jié)，并將調(diào)節(jié)后的信號與ー個固定頻率的鋸齒波信號進(jìn)行比較，產(chǎn)生驅(qū)動信號，驅(qū)動信號包括當(dāng)前導(dǎo)通脈寬可調(diào)信號DSP_PWM_B和當(dāng)前關(guān)斷脈寬可調(diào)信號DSP_PWM_T。如圖4，本發(fā)明的雙向電源電路包括電源Vl和V2、電源的內(nèi)(Rl和R2)、兩個電容Cl和C2、電感L、兩個開關(guān)管(功率IGBT管)Ql和Q2以及分別和它們反并聯(lián)的兩個ニ極管Dl和D2組成。其中Vl是指電動汽車上的動カ電池，V2相當(dāng)于電動汽車逆變器前端的直流母線電壓值。當(dāng)電路工作于正向狀態(tài)，即升壓模式吋，Ql處于關(guān)斷狀態(tài)，Q2處于正常的開關(guān)工作狀態(tài)，當(dāng)Q2開通時，由VI、R1、Cl、L和Q2組成ー回路，此時由電源Vl給電感L充電，電流方向為從左向右，設(shè)定參考正方向為從左向右，那么此時的電流可記為“+”，當(dāng)Q2關(guān)斷時，通過與Ql反并聯(lián)ニ極管Dl的續(xù)流作用，由VI、Rl、L、Dl、C2及負(fù)載Rload組成ー回路，電感L在第一階段儲存的能量也加在了負(fù)載上，使負(fù)載側(cè)的電壓得到了提升，從而實現(xiàn)了電路的升壓功能，又通過輸出電壓負(fù)反饋回路保證了相對穩(wěn)定的輸出電壓。當(dāng)電路處于反向狀態(tài)，即降壓模式時，Q2處于關(guān)斷狀態(tài)，Ql處于開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)Ql開通時，由V2、R2、Ql、L、Cl及反向負(fù)載Rload’組成ー回路，由于V2>V1，此時的電感電流為從右向左，即為此時的電源電壓V2分配在電感和負(fù)載上，使原本 的高壓降低后為蓄電池充電，當(dāng)Ql關(guān)斷吋，由于D2 ニ極管的續(xù)流作用，由L、Cl、Rload’和D2組成的電路為電感電流的流通提供了回路，從而實現(xiàn)了能量回饋，提高了能源的利用率。
權(quán)利要求
1.一種雙向電源變換的控制方法，其特征在于包括剎車信號檢測以及雙向電源電路的電感電流過零檢測，若沒有檢測到剎車信號，則雙向電源電路繼續(xù)工作在當(dāng)前正向方向；若同時檢測到剎車信號以及雙向電源電路的電感電流過零，則雙向電源電路啟用反向工作狀態(tài)；若檢測到剎車信號而雙向電源電路的電感電流沒有過零，則雙向電源電路的兩個開關(guān)管均不工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙向電源變換的控制方法，其特征在于所述步驟通過硬件控制實現(xiàn)，所述控制分為兩路剎車信號檢測和雙向電源電路的電感電流過零檢測信號相與后再與驅(qū)動信號產(chǎn)生電路的當(dāng)前關(guān)斷脈寬可調(diào)信號相與，再連接當(dāng)前正向方向處于關(guān)斷的開關(guān)管；驅(qū)動信號產(chǎn)生電路的當(dāng)前導(dǎo)通脈寬可調(diào)信號、雙向電源電路的電感電流過零檢測信號、剎車信號檢測和雙向電源電路的電感電流過零檢測信號相與后再非的信號，這三個信號相與后再連接當(dāng)前正向方向處于導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙向電源變換的控制方法，其特征在于雙向電源電路工作在當(dāng)前正向方向時，所述的驅(qū)動信號產(chǎn)生電路通過電壓采集電路不斷的采集當(dāng)前輸出端的電壓值，并與當(dāng)前輸出電壓給定值進(jìn)行比較做差值，對得到的電壓誤差信號進(jìn)行帶限幅的PI調(diào)節(jié)，并將調(diào)節(jié)后的信號與ー個固定頻率的鋸齒波信號進(jìn)行比較，產(chǎn)生當(dāng)前導(dǎo)通脈寬可調(diào)信號和當(dāng)前關(guān)斷脈寬可調(diào)信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙向電源變換的控制方法，其特征在于所述驅(qū)動信號產(chǎn)生電路連接數(shù)字信號處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙向電源變換的控制方法，其特征在于所述鋸齒波信號通過由數(shù)字信號處理器本身的模塊具有的信號發(fā)生器產(chǎn)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙向電源變換的控制方法，其特征在于所述對得到的電壓誤差信號進(jìn)行帶限幅的PI調(diào)節(jié)的步驟通過PI調(diào)節(jié)器完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4或5所述的雙向電源變換的控制方法，其特征在于所述的雙向電源電路的電感電流過零檢測通過過零比較器檢測。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雙向電源變換的控制方法，可以使雙向電源電路在第一方向上用作升壓轉(zhuǎn)換器，在第二方向上用作降壓變換器。該方法包括剎車信號檢測以及雙向電源電路的電感電流過零檢測，若沒有檢測到剎車信號，則雙向電源電路繼續(xù)工作在當(dāng)前正向方向；若同時檢測到剎車信號以及雙向電源電路的電感電流過零，則雙向電源電路啟用反向工作狀態(tài)；若檢測到剎車信號而雙向電源電路的電感電流沒有過零，則雙向電源電路的兩個開關(guān)管均不工作。本發(fā)明可以使電動汽車電源正常驅(qū)動時一直工作在穩(wěn)定相對較高的電壓上，并且在剎車時，雙向電路自動變換電路方向；同時，由于增加了雙向電源電路兩個開關(guān)管均不工作的工作狀態(tài)，增加了可靠性。
文檔編號H02M3/155GK102694468SQ20121015869
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者吳瑞, 林偉義, 袁文爽 申請人:奇瑞汽車股份有限公司