一种车用供电系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公布了一种车用供电系统及其工作方法，电源连接至功率模块，功率模块连接至变压器，变压器连接至整流滤波模块；整流模块的分别连接至低压设备和电池；MCU单片机、模数转换器、数模转换器采集电压和电流信号并控制电流反馈环路、电压反馈环路、充电电流反馈环路；电流反馈环路、电压反馈环路、充电电流反馈环路分别输出至PWM控制器的输入端，进而控制PWM控制器的输出占空比。本发明专利技术旨在克服现有技术中的不足，提供一种既能保证车用低压设备用电需求用能保证与车用电池的使用寿命的车用供电系统及其工作方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公布了，电源连接至功率模块，功率模块连接至变压器，变压器连接至整流滤波模块；整流模块的分别连接至低压设备和电池；MCU单片机、模数转换器、数模转换器采集电压和电流信号并控制电流反馈环路、电压反馈环路、充电电流反馈环路；电流反馈环路、电压反馈环路、充电电流反馈环路分别输出至PWM控制器的输入端，进而控制PWM控制器的输出占空比。本专利技术旨在克服现有技术中的不足，提供一种既能保证车用低压设备用电需求用能保证与车用电池的使用寿命的车用供电系统及其工作方法。【专利说明】
本专利技术属于电流转换领域，具体设计一种车用高压转低压的车用供电系统及其工作方法。
技术介绍
:在混合动力汽车中，低压发电机用于给蓄电池充电效率很低，所以为提高节油率，会将低压发电机替换为效率更高的供电系统即直流变换器，把动力电池或超级电容中的能量变换后给低压蓄电池充电并同时给整车低压系统供电。此时就产生了矛盾，如果供电系统的功率过大，会导致电池充电电流过大，严重影响蓄电池的寿命；如果功率太小，那么只能满足蓄电池充电的需要，又不足以给整车低压系统的用电需求。传统的车用低压供电系统由PWM控制器控制产生PWM驱动开关管，形成大功率的方波，经过变压器转换成需要的方波脉冲，经过整流滤波形成需要的直流输出，输出的电压电流再经过反馈环路调理又传送到PWM控制器控制PWM的占空比，但由于电源变换器的输出电流只能是一个最大的限制值，用于给整车系统时，电流太大会严重缩短电池的使用寿命，电流太小又不能满足供电需求。
技术实现思路
:本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，通过增加充电电流反馈环路及控制模块，提供一种既能保证车用低压设备用电需求用能保证与车用电池的使用寿命的车用供电系统及其工作方法。其技术方案为:一种车用供电系统，包括电源、PWM控制器、功率模块、变压器、整流滤波模块，还包括电流反馈环路、电压反馈环路、充电电流反馈环路、控制模块；电源连接至功率模块的输入端，功率模块连接至变压 器的初级E，变压器次级F连接至整流滤波模块的输出端；整流模块的分别连接至低压设备和电池，表现为低压设备、整流滤波模块的输出端、电池两两相连接并形成公共节点A，PWM控制器的输出端连接至功率开关管的控制端，公共节点A与整流滤波模块的输出端之间的电气连接线设置有第一电流传感器，公共节点A与电池之间的电气连接线上设置有第二电流传感器；第一电流传感器的输出至电流反馈环路的输入端，第二电流传感器输出至充电电流反馈电环路的输入端，电压反馈环路的输入端与公共节点A连接，电流反馈环路、电压反馈环路、充电电流反馈环路的输出端分别连接至PWM控制器的输入端；控制模块包括MCU单片机、模数转换器、数模转换器；第一电流传感器、第二电流传感器还分别输出至模数转换器的输入端，模数转换器的输入端连接至公共电气节点A，模数转换器的输出端输出至MCU单片机，MCU单片机连接至数模转换器的输入端，数模转换器的输出端分别连接至电流反馈环路的参考电压输入端B、电压反馈环路参考电压输入端C、充电电流反馈环路的参考电压输入端D。功率模块由功率开关管和桥式电路构成。整流滤波模块由整流滤波电路结构构成，所使用的整流滤波电路结构为通用的整流滤波电路结构，例如二极管整流电路加LC滤波电路，或其他通用的整流滤波电路结构。车供电系统中的各部件间的连接方式为电气连接。电源输出高压电流至功率模块，PWM控制器输出PWM信号至功率模块从而驱动功率模块将电源输出的高压电流转化为高压方波，高压方波经变压器转化为低压方波，低压方波经过整流滤波模块后转化为低压直流电，低压直流电分别为低压设备供电、为电池充电；充电反馈环路将电池的充电电流感应信号反馈至PWM控制器，电流反馈环路将整流滤波模块输出的电流感应信号反馈至PWM控制器，电压反馈环路将整流滤波模块输出的电压感应信号反馈至PWM控制器；控制模块分别向充电电流反馈环路、电流反馈环路、电压反馈环路输出电压参考信号，并对整流滤波模块的输出电流、输出电压以及电池的充电电流进行采集和检测，同时控制模块通过CAN总线与其他车载设备进行数据通信。MCU单片机将系统正常工作所要求的整流滤波模块的输出电压的上限阈值所对应的电压参考值通过数模转换模块转化为模拟信号并分别输出至电压反馈环路的参考电压输入端C，将系统正常工作所要求的整流滤波模块的输出电流的上限阈值所对应的电压参考值通过数模转换模块转化为模拟信号并分别输出至电流反馈环路的参考电压输入端B，将系统正常工作所要求的电池充电电流的上限阈值所对应的电压参考值通过数模转换模块转化为模拟信号并分别输出至充电电流反馈环路的参考电压输入端D ;各反馈环路在电压参考信号的作用下，当整流滤波模块的输出电流超过其上限阈值时，电流反馈环路则会输出反馈信号至PWM控制器，PWM控制器改变其输出的PWM信号的占空比进而使得整流滤波模块的输出电流回复到其上限阈值以下；当整流滤波模块的输出电压超过其上限阈值时，电压反馈环路则会输出反馈信号至PWM控制器，PWM控制器改变其输出的PWM信号的占空比进而使得整流滤波模块的输出电流回复到其上限阈值以下；当电池的充电电流超过其上限阈值时，充电电流反馈环路则会输出反馈信号至PWM控制器，PWM控制器改变其输出的PWM信号的占空比进而使得整流滤波模块的输出电流下降，进而使得电池的充电电流回复到上限阈值以下。整流滤波模块输出的功率若大于低压设备所需功率加电池充电功率之和即低压设备所需电流小于整流滤波模块输出的电流时，低压设备接受的电流等于整流滤波模块输出的电流减电池充电电流即电池和低压设备共同接收整流滤波模块输出的电流；整流滤波模块输出的功率若小于低压设备所需功率即整流滤波模块输出端输出的电流小于低压设备所需的电流时，低压设备接受的电流等于整流滤波模块的输出电流加电池放电电流即低压设备同时接受整流滤波模块和电池输出的电流。本专利技术的技术方案较传统的车用供电系统及方法有显著的优势，具体表现在:(I)通过电压反馈环路、电流反馈环路、充电电流反馈环路对输出电压和电流的多种采集，在输出电流或电压超过预定阈值上限时，通过PWM控制器改变输出PWM信号的占空比改变最终的输出电流或电压值的大小，从而既能保证车用低压设备用电需求用能保证与车用电池的使用寿命。(2)增加了控制模块，由于MCU单片机具有数据存储和数据处理和数据通信的能力，所以可实时监控电压电流的状态，设定供电系统的工作参数，配合整车控制策略。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的车用供电系统的结构图。【具体实施方式】以下结合附图来叙述本专利技术的【具体实施方式】，以下结合附图对本专利技术实施例做进一步详述，以下关于本专利技术的实施方式的描述只是示例性，并不是为了限制本专利技术的所要保护的主题，对于本专利技术所描述的实施例还存在的其他在权利要求保护范围内的变化，都属于本专利技术所需要保护的主题。如图1所示，该车用供电系统，包括电源、PWM控制器、功率模块、变压器、整流滤波模块，还包括电流反馈环路、电压反馈环路、充电电流反馈环路、控制模块；电源连接至功率模块的输入端，功率模块连接至变压器的初级E，变压器次级F连接至整流滤波模块的输出端；整流模块的分别连接至低压设备和电池，表现为低压设备、整流滤波模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用供电系统，包括电源、PWM控制器、功率模块、变压器、整流滤波模块，其特征在于：还包括电流反馈环路、电压反馈环路、充电电流反馈环路、控制模块；电源连接至功率模块的输入端，功率模块连接至变压器的初级E，变压器次级F连接至整流滤波模块的输出端；整流模块的分别连接至低压设备和电池，表现为低压设备、整流滤波模块的输出端、电池两两相连接并形成公共节点A，PWM控制器的输出端连接至功率开关管的控制端，公共节点A与整流滤波模块的输出端之间的电气连接线设置有第一电流传感器，公共节点A与电池之间的电气连接线上设置有第二电流传感器；第一电流传感器的输出至电流反馈环路的输入端，第二电流传感器输出至充电电流反馈电环路的输入端，电压反馈环路的输入端与公共节点A连接，电流反馈环路、电压反馈环路、充电电流反馈环路的输出端分别连接至PWM控制器的输入端；控制模块包括MCU单片机、模数转换器、数模转换器；第一电流传感器、第二电流传感器还分别输出至模数转换器的输入端，模数转换器的输入端连接至公共电气节点A，模数转换器的输出端输出至MCU单片机，MCU单片机连接至数模转换器的输入端，数模转换器的输出端分别连接至电流反馈环路的参考电压输入端B、电压反馈环路参考电压输入端C、充电电流反馈环路的参考电压输入端D。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何斌，
申请(专利权)人：天津市松正电动汽车技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：