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电动汽车车载充电机的设计与开关电源模块的实现

康俊鹏  
【摘要】:交通运输领域的能源消耗和尾气排放等问题日趋严重,为了缓解这些严峻的形势,汽车工业必然向着环保、清洁、节能方向发展,因此电动汽车成了汽车工业研究、开发运用的新的方向。充电系统对于实际电动汽车而言是不可缺少的子系统,电动汽车行业的快速发展与充电技术的高低息息相关。目前主要有非车载和车载两种充电方式,前者建设成本比较高,无法满足用户自行充电的需要;后者在可靠性、效率等方面存在着技术难题,因此设计出高效率,高安全系数的车载充电机成为现在的热点。本文根据国内外充电机的现状以及最新国家相关标准,提出电动汽车车载充电机的设计要求,然后根据模块化充电的思想,将充电机分为三个模块,即开关电源模块,充电机主控制模块,充电机主输出模块。开关电源模块分为以LNK626为主的辅助电源,以UC3855为控制IC的AC/DC变换器,以ISL6754为控制IC的DC/AC/DC变换器,以STM32F100为核心的程控部分。开关电源模块要实现输出一个可调的直流稳压源,并带有过压、过流保护功能。主控制模块以STM32F105为核心,利用RS485,CAN等工业总线来和电池管理系统、地面充电装置、STM32F100通信,具有实时监测输出电压电流,动态分配输出功率,各种保护报警电路等功能。主输出模块根据主控制模块的驱动信号,整合开关电源模块输出的直流源,输出符合充电要求的电源。根据主输出模块MCU的“调度”,三个模块紧密配合,极大地提高了充电机的效率以及可靠性。最后给出了样机开关电源模块及主控制模块的调试,验证了设计的合理性和正确性,达到了预期的效果。


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