大功率智能充电机控制系统研制_万文斌

蓄电池

ＣｈｉｎｅｓｅＬＡＢＡＴＭａｎ

关量，送给ＵＣＣ３８９５，实现对ＩＧＢＴ驱动波形占空比和相位差的控制；

（２）输出信号采集与处理电路，该部分主要负责采集输出电压电流、充电温度等信号并转换成相对应的模拟量信号和开关量信号送入ＵＣＣ３８９５控制芯片和单片机，实现对充电机的保护、控制以及外部显示报警功能；

）核心控制部分，由ＵＣＣ３８９５和ＰＩＣ单片（３

机组成，通过芯片自带电路结合外部控制电路实现对充电机的智能控制和保护；

（４）外围驱动电路，由ＵＣＣ３８９５产生移相控制脉冲ＰＷＭ信号，经过驱动电路来控制开关管的通断；

（５）电压／电流双闭环控制电路、由单片机控

制的启停电路；

（６）

外围显示与报警电路［２］。

图１ＺＶＳ型移相全桥变换器工作波形

１．２变换器控制电路设计

控制系统如图２所示，主要包括以下几部分：（１）输入信号采集与处理电路：主要负责采集输入电压电流信号，将其转换成相应的模拟量和开

图２充电机控制系统框图

１．３ＵＣＣ３８９５控制系统电路图

由于该变换器为移相全桥变换器，故需采用移相控制方式，这里我们选取ＵＣＣ３８９５控制芯片，ＵＣＣ３８９５芯片是ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ公司生产的专用ＰＷＭ移相全桥ＤＣ／ＤＣ变换器新型控制芯片。它在ＵＣＣ３８７５原有基础上增加了自适应死区设置和ＰＷＭ软关断能力，适应了负载变化时不同的准谐振软开关要求。由于它采用了ＢＩＣＭＯＳ工艺，从而功耗更小，工作频率更高，更加符合电力电子装置高效率、高频率、高可靠的发展要求。通过不同的外围电路设置，它既可工作于电压模式，也可工作于电流模式，并且软启动／软停止可按要求进行调节［３］。

该控制系统采用电压／电流双闭环控制。控制框图如图３所示，核心部分为ＵＣＣ３８９５控制芯片、

３４２０１３Ｎｏ．１Ｖｏｌ．５０

外围电路包括斜坡补偿电路、时钟与锯齿波形成电路、测量电路、调节器、隔离驱动电路等部分。

ＵＣＣ３８９５通过检测原边电流信号ＣＳ，实现内部斜坡比较，从而实现占空比的自动调节，与此同时芯片还内置了可以调节ＰＷＭ输出占空比的误差放大器ＥＡ，它在ＵＣＣ３８９５上有３个端口，分别为ＥＡ＋端﹑ＥＡ－端和ＥＡＯＵＴ端，当ＥＡＯＵＴ端输出小于５００ｍＶ时，ＵＣＣ３８９５停止ＰＷＭ输出，当ＥＡＯＵＴ端输出大于６００ｍＶ时，恢复ＰＷＭ占空比调节功能。将变压器二次侧电压值通过运放电路转化为充电电流参考值，然后再与单片机输出的ＰＷＭ信号（此信号相当于系统给定的充电电流值）经积分电路生成的连续信号做比较，输出到电流调节电路中，组成控制回路中的电流环。在充电初期

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